题目内容

16.为了探究酸碱等溶液的性质,学习小组进行了如图1所示的实验,分别试验乙醇、稀硫酸、氢氧化钠溶液的导电性,请回答以下问题:

(1)实验过程中,发现有一组实验灯泡不会发光,该组实验烧杯中装的药品是乙醇.
(2)NaOH在水中会解离出钠离子和氢氧根离子等带电的粒子,所以可以导电.
(3)取少量B中溶液于试管中,滴加紫色石蕊试液,溶液呈红色,硫酸、盐酸等酸具有相似的化学性质,是因为它们都能解离出氢离子.
(4)往装有H2SO4溶液的烧杯中滴加Ba(OH)2溶液至过量,滴加过程中国测得烧杯中的温度变化如图2所示,从图中b点除了表示温度最高、放出的热量最多,还可以表示恰好完全反应.滴加过程中可以观察到灯泡发光的情况为D(填字母序号)
A.亮度保持不变      B.逐渐变暗至熄灭     C.逐渐变亮
D.由亮变暗至熄灭再逐渐变亮      E.由暗变亮再变暗至熄灭.

分析 (1)根据溶液的导电性及其原理进行分析;
(2)根据氢氧化钠溶液能解离出钠离子和氢氧根离子进行分析;
(3)根据酸碱指示剂和酸的通性进行分析;
(4)根据化学变化伴随着能量变化以及中和反应进行分析.

解答 解:(1)溶液能够导电,是因为溶液中存在带电的粒子,稀硫酸和氢氧化钠都能解离出带电的粒子,而乙醇在溶液中以分子形式存在,所以没有导电性,灯泡不会发光,故填:乙醇;
(2)氢氧化钠在水中能解离出钠离子和氢氧根离子,所以可以导电,故填:钠离子;氢氧根离子;
(3)紫色石蕊试液遇酸变红,所以向稀硫酸溶液中,滴加紫色石蕊试液,溶液呈红色;
硫酸、盐酸等酸具有相似的化学性质,是因为它们都能解离出氢离子;故填:红;氢离子;
(4)往装有H2SO4溶液的烧杯中滴加Ba(OH)2溶液至过量,滴加过程中测得烧杯中的温度变化如图2所示,可以看出图中b点除了表示温度最高、放出的热量最多,还可以表示恰好完全反应;
随着适量的Ba(OH)2溶液的滴加,硫酸减少,而生成的水不导电,硫酸钡是不溶于水的沉淀,溶液中可以自由移动的离子减少,溶液的导电能力变弱,流过灯泡的电流变小,灯泡变暗至熄灭,当加入过量的Ba(OH)2溶液时,溶液中有自由离子,所以导电,灯泡又会发光;故填:恰好完全反应;D.
故答案为:(1)乙醇;
(2)钠离子;氢氧根离子;
(3)红;氢离子;
(4)恰好完全反应;D.

点评 此题是一道跨学科的题目,解题的关键是知道溶液导电的原因,以及化学反应对离子浓度的影响.

练习册系列答案
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4.理科实验操作考试中,小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面产生气泡速率明显增快,对此他产生了兴趣.
【提出问题】硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗?
【设计并实验】室温下,小明将过量、表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10%稀盐酸中,并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液,记录获得相同体积氢气的时间,从而确定产生氢气的速率.
实验混合溶液123456
饱和CuSO4溶液/mL00.52.551020
水/mL2019.517.5V100
(1)上述表格中V=15.
(2)写出铝和稀盐酸反应的化学方程式:2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑.
(3)定量收集氢气体积可用如图c(填写字母序号)装置.

【实验现象】随着硫酸铜溶液体积的增加,产生氢气的速率先加快后明显减慢,且铝片表面附着的红色物质逐渐增加.
【结论与解释】
(4)随着硫酸铜溶液体积的增加,反应速率明显变慢可能的原因是部分铝和硫酸铜溶液发生了置换反应.
(5)根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂,其原因是硫酸铜质量发生了改变且和铝发生了反应.
【实验反思】加速铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是提高温度,增大盐酸浓度等(写出一点).
【实验拓展】根据上述实验,小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率;为了研究不同金属离子对反应的影响,小明同学继续实验,取过量表面积相同的铝片和30mL10%稀盐酸混合后加入不同的盐溶液,实验现象如表(加号越多,代表反应速率越快):
实验1实验2实验3实验4实验5
加入试剂0.5mL5%NaCl溶液5%Mg2(NO)3溶液5%FeSO4溶液5%CuSO4溶液
产生气泡速率++++++++
(6)如表中,用水进行实验的目的是进行对照;
(7)上述实验设计存有缺陷,该缺陷是;改进实验后,仍符合上表中的实验现象,可得到的结论是:
①Na+、Mg2+对实验效果没有明显效果;
②Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸反应的速率,且Cu2+效果最好.

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