Question

13．盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象．某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案．请回答有关问题．
（1）方案一：如图1组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上．开始时使右端U形管两端品红溶液相平．实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是U形管内液面左边下降、右边升高，原因是盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大．
（2）方案二：该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生，用温度计测量反应前后温度的变化，如果氢氧化钠溶液与盐酸混合后有温度的变化，则证明发生了化学反应．如果用CH₃COOH（电离吸热）代替稀盐酸或稀硫酸，则反应后所测温度偏低（回答“偏高”“偏低”“无影响”）
（3）方案三：该小组还设计了如图2所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应．他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了放热反应．
①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是没打开分液漏斗上部塞子．
②从原理上讲，该实验设计的是否合理？不合理（“合理”或“不合理”）理由是（若合理，此空不回答）稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的．

Answer 1

分析 （1）若反应为放热反应，则U形管内液面左低右高；
（2）CH₃COOH的电离吸热，则测定最高温度偏低；
（3）若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，为放热反应，则
①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，可能上部塞子没有打开；
②从原理上讲，该实验设计不合理，因溶液的加入导致瓶内气体压强增大，气体被压入洗气瓶中．

解答 解：（1）开始时使右端U形管两端品红溶液相平．实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是U形管内液面左边下降、右边升高，原因是盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大，
故答案为：U形管内液面左边下降、右边升高；盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大；
（2）酸碱中和为放热反应，而CH₃COOH的电离吸热，则用CH₃COOH代替稀盐酸或稀硫酸，反应后所测温度温度偏低，故答案为：偏低；
（3）①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是没打开分液漏斗上部塞子，
故答案为：没打开分液漏斗上部塞子；
②从原理上讲，该实验设计不合理，理由是稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的，故答案为：不合理；稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的．

点评 本题考查实验方案的设计，为高频考点，把握中和反应中能量变化、实验装置的作用等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验设计与压强的关系，题目难度不大．