Question

实验设计中常通过放大、转化等方式使化学反应现象显现出来，从而达到实验目的．
【问题提出】怎样证明NaOH溶液与稀盐酸能发生化学反应？
【查阅资料】根据化学反应的本质：有新物质生成．可从两个方面设计实验证明：一是设计实验证明反应物的消失；二是设计实验证明有新物质生成．
【实验探究】方案一：在NaOH溶液中滴入几滴酚酞后再滴加盐酸，当观察到

 

时，即可确定二者发生了化学反应．其中和反应方程式为

 

．
方案二：在NaOH溶液滴加盐酸的过程中，用pH试纸不断测量溶液的酸碱度，当pH＜7即可确定二者发生了化学反应．实验测得其图象如图1．
（1）测定pH的操作方法为

 

．
（2）b点表示溶液中的溶质是

 

（3）强调“pH＜7时”作为判断的理由是

 

方案三：NaOH溶液与稀盐酸反应放热，若混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应．某同学将不同溶质质量分数的盐酸和NaOH溶液各10mL混合，用温度计测定室温下混合前后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如表）

编号	盐酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65%	2.00%	3.5
2	3.65%	4.00%	x
3	7.30%	8.00%	14

（1）表中x约为

 

．
（2）某同学在没使用温度计的情况下，通过图2所示装置完成了实验．则该同学根据

 

判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应．但有同学认为单凭此现象不足以说明该反应放热，其理由是

 

．
（3）对上述过程采用微观模型加以认识，如图3：当滴加盐酸过程中，氢氧化钠溶液中减少的离子是

 

（填离子符号）．
【拓展应用】下列几个方案中一定能证明CO₂与NaOH溶液反应的是

 

．

Answer 1

考点：中和反应及其应用,溶液的酸碱度测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见的酸 酸的通性

分析：方案一：根据酚酞遇酸不变色，遇碱变红考虑，根据反应物、生成物、写出方程式；
方案二：据pH的测定方法，氢氧化钠属于碱，pH值＞7；测得的pH小于7说明溶液显酸性；因为稀释氢氧化钠溶液时，碱性减弱，溶液的PH变小，但是不能等于或小于7．如果pH小于7，说明氢氧化钠和盐酸发生了化学反应；
方案三：：（1）由表中数据，可推出x的值；从图中可读出答案；
（2）某同学在没使用温度计的情况下，通过如图所示装置完成了实验．则该同学根据 U形管中左边液面下降判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应；
（3）从图中可读出答案；
【拓展应用】密闭容器中的二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，体积减小，压强减小．

解答：解：方案一：酚酞试液遇酸不变色，遇碱变红，所以在NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液，变红色，加盐酸后，盐酸与氢氧化钠反应，使溶液的碱性减弱，故红色褪去；盐酸与氢氧化钠反应的方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
方案二：（1）测定pH的操作方法为：将pH试纸置于洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液于试纸上，几秒后与标准比色卡比较；
（2）在NaOH溶液滴加盐酸的过程中，b点表示溶液中pH值＞7，溶质是氢氧化钠与钠化氢，因加入的盐酸与氢氧化钠完全反应，生成氯化钠，而氢氧化钠过量，故pH值＞7；
（3）强调“测得的pH小于7”的理由是若是稀释溶液不能使溶液的pH＜7，所以小于7是由于稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的缘故；
方案三：：（1）对比表中的数据可以知道：编号2中，氢氧化钠的质量分数是编号1的2倍，而3中氢氧化钠都是1的4倍，而温度变化也是4倍，所以编号2中温度变化应该编号1中温度的2倍，所以由表中数据，可推出x=7．
（2）某同学在没使用温度计的情况下，通过如图所示装置完成了实验．则该同学根据U形管中左边液面下降判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应；但有同学认为单凭此现象不足以说明该反应放热，其理由是盐酸液体的加入也会使U型管中左液面下降；
（3）从图3中可用看出：当滴加盐酸过程中，氢氧化钠溶液中减少的离子是氢氧根离子，其离子符号为：OH^-；
【拓展应用】A、当注射器注入氢氧化钠溶液时，氢氧化钠与瓶中的二氧化碳反应，使瓶内的气体体积减小，压强减小，故瓶口的拨壳熟鸡蛋会进入瓶中，故能证明反应；
B、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，生成碳酸钠，当向碳酸钠溶液中加入足量的稀盐酸时，会产生二氧化碳气泡，故能证明反应；
C、氢氧化钠溶液吸收了二氧化碳后，锥形瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下小气球胀大．故能证明反应；
D、通过对比，放水的烧杯中的试管中的水柱上升缓慢，且矮，放氢氧化钠的烧杯中的试管，水柱上升快，且高，故能证明反应．
故答案为：方案一：红色褪去、NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
方案二：（1）将pH试纸置于洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液于试纸上，几秒后与标准比色卡比较；（2）NaOH、NaCl；  （3）排除因稀释而使溶液pH减小的因素；
方案三：（1）7； （2）U型管中左液面下降、盐酸液体的加入也会使U型管中左液面下降；（3）OH^-；
【拓展应用】ABCD．

点评：本题主要考查了稀盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应及其设计实验进行相关方面证明等方面的内容，可以依据酸碱溶液的性质进行．