16.小组同学在学完中和反应知识后思考,除了通过酚酞变色说明氧氧化钠与稀盐酸能发生反应,还有什么方法能说明两者发生了反应?同学们讨论后进行以下实验探究.
方案一:测定氢氧化钠和稀盐酸混合前后的pH.
【实验探究】甲组同学将一定量的稀盐酸加入pH=13的氢氧化钠溶液中,均匀混合后测定此时溶液的pH=5.
【得出结论】稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应,并且该反应中稀盐酸过量,该反应的化学方程式为NaOH+HCl═NaCl+H2O.
【交流讨论】乙组同学将一定量的稀盐酸加入pH=13的氢氧化钠溶液中,均匀混合后测定此时溶液的pH=8.同学们认为该数据也能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应.你同意这种说法吗?不同意(填“同意”或“不同意”),理由是氢氧化钠溶液稀释时pH也减小.
方案二:小林同学将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的稀氢氧化钠溶液中,用数字化仪器对反应过程中溶液的温度进行实时测定,得到的曲线如图1所示.
同学们认为根据该图象也能判断出稀盐酸与稀氢氧化钠溶液发生了反应,该反应是放热(填“放热”或“吸热”)反应,请你根据图中曲线判断大约50秒时二者恰好完全反应.
【反思质疑】小涛同学通过测定氢氧化钠固体与稀盐酸混合前后的温度变化,证明两者发生了反应.小组同学一致认为该方案不合理.理由是氢氧化钠溶于水放热.
【实验拓展】化学实验中还有很多物质反应没有明显的现象,如将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象.小组同学设计了如图2所示实验证明反应可以发生.实验过程中试管内液面上升,同学们认为该现象说明二者发生了反应,有同学认为该方案不严谨,理由是二氧化碳能够溶于水,你的改进方法是设计和图2相同的实验装置,把氢氧化钠溶液换成相同体积的水进行对比试验,请你再设计出一种不同的实验方案证明氢氧化钠溶液与二氧化碳确实发生了化学反应:取混合后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸,产生气泡,说明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应.
15.实验小组同学欲利用氢氧化钠溶液与硫酸探究中和反应中的热量变化.请你参与探究实验.
(1)实验小组设计了如下方案:在装有20mL10%NaOH溶液的小烧杯中不断滴加质量分数为90%的浓硫酸,边滴边搅拌,并用温度计测量实验过程中烧杯内液体温度的变化情况,请你分析该实验方案中存在的不足之处,提出两点改进措施不足之处:利用了浓硫酸;改进方法:把浓硫酸改为稀硫酸、不足之处:边滴边搅拌;改进方法:一次性加入不搅拌.
(2)实验过程中发生反应的化学方程式是2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O.
(3)如图为该反应中温度与滴加的硫酸质量变化关系的理论值和测量值的曲线比较情况.
①图示说明实验中测得的中和反应放出的热量比理论值低(填“高”或“低”).
②请指出造成理论值和测量值差异的一点原因没有采取隔热处理.
③图中温度达到最高值后降低的原因是完全反应后不再放热,继续加入稀硫酸时会降温,同时溶液散热.
(4)实验小组欲进一步探究氢氧化钠溶液与硫酸反应放热快慢的因素,你认为有哪些呢?请提出猜想,并设计实验.
猜想:与浓度有关
实验方案:实验步骤:在两支装有20mL10%的氢氧化钠溶液的小烧杯中分别同时滴加质量分数为5%、10%的稀硫酸各20mL,用温度计测量实验过程中烧杯内液体温度的变化情况;
实验现象:滴加10%的稀硫酸的烧杯内液体温度升高的快;
实验结论:反应物浓度越大,放热越快.
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