题目内容

31、氢氧化钠溶液可以使无色酚酞试液变红．我们已经知道，在氢氧化钠溶液中存在H2O分子、Na+离子和OH--离子．请你设计一个简单实验研究下面的问题：可能是氢氧化钠溶液中的哪一种粒子使无色酚酞试液变红？（写出简要的实验步骤、观察到的现象以及由此得出的结论）．
分析：根据氢氧化钠溶液中存在H2O分子、Na+离子和OH--离子，实验设计时对各微粒分别检验：蒸馏水、氯化钠（Na+）、氢氧化钠．
解答：解：对氢氧化钠溶液中各微粒H2O分子、Na+离子和OH--离子分别进行检验，
实验步骤：用三支试管分别取少量蒸馏水、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液，各滴加紫色的石蕊试液
实验现象：蒸馏水、氯化钠溶液均不变色、氢氧化钠溶液变色
结论：水分子和钠离子均不能使紫色石蕊试液变红．因此可能是NaOH溶液中的OH-离子使石蕊试液变红（或其他正确答案）
点评：本题考查了学生对所提供信息进行处理和利用微粒性质的差异进行实验设计的能力．要求较高．
练习册系列答案
相关题目
（2013?北京二模）化学小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量产生兴趣，设计实验进行探究．
【提出问题】摩擦剂中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①该牙膏摩擦剂由氢氧化铝、碳酸钙粉末组成．
②牙膏中其它成分遇到氢氧化钠不溶解，遇到稀硫酸时无气体生成．
③氢氧化铝[Al（OH）3]和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠[NaAlO2]和水，该反应的化学方程式为
Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O
Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O
．偏铝酸钠和稀硫酸反应生成氢氧化铝，氢氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝．
相关物质的溶解性表
物质 Al（OH）3 NaAlO2 Al2（SO4）3
溶解性 不溶 溶 溶
④Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O
【猜想与实验】
实验I：验证中摩擦剂中含有氢氧化铝．
同学们先在少量牙膏样品中加入过量的氢氧化钠溶液，静置一段时间，取上层清液，再滴加稀硫酸至过量，此实验过程中观察到的现象为
牙膏样品中部分固体溶解，向上层清液中滴加稀硫酸时先有固体产生，后固体溶解
牙膏样品中部分固体溶解，向上层清液中滴加稀硫酸时先有固体产生，后固体溶解
，根据该现象可以判断摩擦剂中含有氢氧化铝．
实验II：验证摩擦剂中含有碳酸钙，并测定其含量．同学们在老师的指导下设计了如图所示装置．

（1）实验步骤：
①如图所示连接好装置，并
检验装置的气密性
检验装置的气密性
；
②准确称取牙膏样品的质量8.00g，并在各仪器中加入相应试剂；
③打开弹簧夹甲，缓缓通入空气，然后接上C和D；
④打开B的分液漏斗滴加稀硫酸反应，同时再次持续缓缓通入空气；
⑤待B中不再产生气体后停止滴加稀硫酸；
⑥将C中沉淀过滤、洗涤、干燥，得BaCO3固体．
（2）数据处理：
实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94g．则牙膏样品中碳酸钙的质量分数为
25%
25%
．
【实验反思】
（1）A中放NaOH溶液的作用是
吸收空气中的二氧化碳，防止干扰测定结果
吸收空气中的二氧化碳，防止干扰测定结果
．
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气．其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有
使样品与稀盐酸反应生成的二氧化碳都吹入C中，全部与氢氧化钡反应生成碳酸钡
使样品与稀盐酸反应生成的二氧化碳都吹入C中，全部与氢氧化钡反应生成碳酸钡
．
（3）有同学认为不必测定装置C中生成BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后质量差，一样可以准确测定碳酸钙质量分数．请说明是否可以及理由
不可以；这样测得的结果会偏大，因为B中的水蒸气、HCl气体会进入装置C中，测得的二氧化碳的质量偏大，通过计算得到的碳酸钙的质量分数会偏大
不可以；这样测得的结果会偏大，因为B中的水蒸气、HCl气体会进入装置C中，测得的二氧化碳的质量偏大，通过计算得到的碳酸钙的质量分数会偏大
．
（2006?朝阳区一模）某化学小组通过查资料得知：固体草酸受热可以分解，其方程式为：
H2C2O4?2H2O
 加热 
.
 
CO↑+CO2↑+3H2O．
（1）为了验证草酸的分解产物，同学们设计了四个方案，分别将混合气体（包括水蒸气）依次通过足量的下列试剂：
A．石灰水、灼热的氧化铁、无水硫酸铜、氢氧化钠溶液
B．无水硫酸铜、氢氧化钠溶液、灼热的氧化铁、石灰水
C．石灰水、无水硫酸铜、灼热的氧化铁、石灰水
D．无水硫酸铜、石灰水、灼热的氧化铁、石灰水
你认为其中正确的方案是
D
D
．
（2）同学们按如图装置，利用草酸分解产生的CO测定某种铁的氧化物的组成

甲同学认为去掉A装置，对测定结果无影响，他的观点
不正确
不正确
（填“正确”或“不正确”），你判断的理由是
原混合气体中CO2也被石灰水吸收，影响测定结果
原混合气体中CO2也被石灰水吸收，影响测定结果
．
而乙同学认为在D装置后还可以再增加上述装置中的
A或D
A或D
（填装置字母），若无此装置，可能会使测定结果中氧元素的质量
偏大
偏大
．（填“偏大”或“偏小”）．
（3）当C装置中铁的氧化物全部被还原后，称量剩余固体的质量为5.6g，同时测得D装置的质量增加4.4g，则该铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为
7：2
7：2
．
实验室中有三瓶失去标签的无色溶液，它们是氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、稀硫酸中的某一种．同学们在实验室中设计了各种实验鉴别方案．
（1）实验方案一：取3支洁净的试管，各装入适量待测溶液，分别滴入紫色石蕊试液．请写出实验现象和结论：
能使石蕊试液变成红色的是稀硫酸，变成蓝色的是氢氧化钠溶液，不变色的是氯化钠溶液
能使石蕊试液变成红色的是稀硫酸，变成蓝色的是氢氧化钠溶液，不变色的是氯化钠溶液

（2）实验方案二：取3支洁净的试管，各装入适量待测溶液，分别滴入酚酞溶液．此方案可直接鉴别出
氢氧化钠溶液
氢氧化钠溶液
溶液．
此同学们对方案展开了热烈的讨论，最后达成共识：在不用其它试剂的情况下，可以继续完成实验，鉴别出另两种溶液．请你表述继续进行实验的过程（步骤、现象及结论）
取适量变红的氢氧化钠溶液分别滴加到另两支试管中
取适量变红的氢氧化钠溶液分别滴加到另两支试管中
，
若红色褪去则是稀硫酸
若红色褪去则是稀硫酸
，
若无变化则是氯化钠溶液
若无变化则是氯化钠溶液
．
写出实验过程中发生反应的化学方程式：
2NaOH++H2SO4═Na2SO4+H2O
2NaOH++H2SO4═Na2SO4+H2O

（3）你若能设计出第三种实验方案，将奖励4分，但化学试卷总分不超过60分．请写出实验步骤、实验现象及结论：
分别用玻璃棒蘸取适量的待测液滴在pH试纸上，把显示的颜色与标准比色卡对比，若pH=7，则是氯化钠溶液，若小于7，则是稀硫酸，若大于7，则是氢氧化钠溶液
分别用玻璃棒蘸取适量的待测液滴在pH试纸上，把显示的颜色与标准比色卡对比，若pH=7，则是氯化钠溶液，若小于7，则是稀硫酸，若大于7，则是氢氧化钠溶液
．
我市某校初三化学学习小组的同学前往某地的石灰石矿区进行调查，他们取回矿石样品，对样品中的碳酸钙的质量分数进行检测，采用了以下的办法：
甲组同学：
测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO2的体积，再根据体积换算为质量，最后根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量．图1为大理石与稀盐酸反应的反应装置，并测量CO2的体积．（其他仪器省略）

（1）图中左侧的橡皮管的作用
使分液漏斗和烧瓶内的气压始终保持平衡防止测得气体体积有误差
使分液漏斗和烧瓶内的气压始终保持平衡防止测得气体体积有误差

（2）图中装置中油层的作用是
隔绝CO2和水，防止CO2溶于水并和水反应
隔绝CO2和水，防止CO2溶于水并和水反应

（3）
反应结束冷却，关闭止水夹，调节量气管高度，使反应前后两边液面相平
反应结束冷却，关闭止水夹，调节量气管高度，使反应前后两边液面相平
（填操作方法）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积．
乙组同学：
【查阅资料】1．氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体
          2．碱石灰可以吸收二氧化碳气体和水分取样品，研成粉状后，按图2进行实验．
（1）实验步骤：
①连接好装置，检查气密性； ②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；③称量F的质量； ④关闭弹簧夹C，慢慢滴加稀盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；⑤打开弹簧夹C，再次快速通一段时间空气；⑥称量F的质量，计算前后两次质量差．最后根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量
（2）问题探究：①产品研成粉的目的
增大与盐酸的接触面积加快反应速率，使反应进行的更充分
增大与盐酸的接触面积加快反应速率，使反应进行的更充分
；
②B装置的作用是
吸收除去空气中的二氧化碳，以免对实验干扰
吸收除去空气中的二氧化碳，以免对实验干扰
；G装置的作用是
防止空气中二氧化碳和水份进入F中以免对实验干扰
防止空气中二氧化碳和水份进入F中以免对实验干扰
，
③若没有E装置，则测定的CaCO3的质量分数会
偏大
偏大
（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
④在步骤②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气的目的
排除装置内空气中二氧化碳气体，使装置中的CO2全部被碱石灰吸收，以免对实验干扰
排除装置内空气中二氧化碳气体，使装置中的CO2全部被碱石灰吸收，以免对实验干扰

总结反思：（1）甲组同学们认为即使排除实验仪器和操作的影响，测定的结果仍不一定准确，甲组中，可能造成实验结果与真实值相比偏小的原因
二氧化碳溶于水中
二氧化碳溶于水中

（2）在乙组实验步骤中，可能造成实验结果与真实值相比偏大的原因
步骤⑤中快速通空气使空气中二氧化碳没有吸收完全
步骤⑤中快速通空气使空气中二氧化碳没有吸收完全
．
某校学生在配制氢氧化钠溶液后忘记塞瓶塞．对于该溶液是否变质，他们提出了如下假设：
假设一：该溶液没有变质
假设二：该溶液部分变质
假设三：该溶液全部变质
他们提出氢氧化钠溶液变质的理由是
 
．
Ⅰ．定性研究
为了验证以上假设，甲组同学设计了如下两个实验方案：（提示：氯化钡溶液显中性）
实验步骤 实验现象 结论
方案1 取少量氢氧化钠溶液放入试管中，滴入2滴无色酚酞试液 无色酚酞试液变红 假设一成立
方案2 取少量氢氧化钠溶液放入试管中，滴入过理BaCl2溶液，再滴入无色酚酞试液 有白色沉淀产生，酚酞变红 假设
 
成立
有白色沉淀产生，酚酞不变红 假设
 
成立
【交流讨论】
乙组同学认为他们的实验方案不严密，方案一不能证实溶液没有变质．后经研究，方案一改进如下：取少量该溶液于试管中，加入足量的
 
，若无气泡产生，则假设一成立．
最后经过同学们共同努力，得出结论：假设二成立．于是他们继续研究下去．
Ⅱ．定量探究
【提出问题】【该瓶溶液中碳酸钠的质量是多少呢？
【设计实验】同学们讨论后认为只要收集上述实验中的相关数据，通过计算就可以得出样品中碳酸钠的质量．你认为该相关数据是
 
．
（1）测定二氧化碳的体积，甲组同学设计了图1所示的实验装置（铁架台等固定装置已略去），取待测样品，进行实验．
【实验步骤】
①如图1所示，连接好装置，检查装置气密性良好；
②称一定量的样品置于烧杯中，加入适量水混合，完全溶解后全部倒入图1的烧瓶中，向分液漏斗中加入足量稀盐酸待用；
③将量气管液面调节到“0”刻度，并使量气管内液面与油层相平，打开止水夹和分液漏斗活塞；
④反应结束后，再次调节量气管内液面与油层液面相平，读出气体体积；
⑤查得CO2的密度，计算样品中碳酸钠的质量分数．
【问题讨论】
图1中油层的作用为
 
，油层上方留有空气，会使测量结果
 
（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）．中和反应明显放出热量，滴加稀盐酸后，发生装置里发生的中和反应的化学方程式为
 
，这个反应的发生可能使测定结果
 
（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）．
（2）测定二氧化碳的质量．乙组同学提出了可以用如图2装置测定二氧化碳的质量（铁架台、铁夹等固定用装置已略去，碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物）．
取10.0g待测样品，进行实验．实验步骤如下：
a．连接好装置，并检查气密性；
b．打开弹簧夹，缓缓通入一段时间空气；
c．称量装置D的质量为83.4g；
d．关闭弹簧夹，慢慢滴加Y溶液，至不再产生气泡为止；
e．打开弹簧夹，再次缓缓通入一段时间空气；
f．再次称量装置D的质量为84.5g．
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【交流讨论】
①试剂X、Y、Z依次最适宜选用
 
（选填字母）
A．氢氧化钠溶液   浓盐酸    浓硫酸        B．澄清石灰水    稀盐酸     稀硫酸
C．氢氧化钠溶液   稀硫酸    浓硫酸        D．浓硫酸    稀硫酸    氢氧化钠溶液
②步骤e中通入空气的作用是
 
．
③若没有装置C，则会导致测定结果
 
（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同）；若没有装置E，则会导致测定结果
 
．
【交流讨论】根据实验中测得的有关数据，计算部分变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数．
（3）丙组同学提出还可以用如图3方案测定碳酸钠的质量
①该实验要求加入的A溶液必须过量，检查A溶液已过量的方法是
 

②操作B的名称是
 
，该操作用到的玻璃仪器有
 
．

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