Question

9．某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时，对以下问题进行了探究．
Ⅰ．探究酸和碱能否发生反应
方案l：甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀硫酸，观察到溶液由红色变成无色．甲同学得出结论：酸和碱能发生反应．
方案2：乙同学取少量NaOH溶液，测得溶液pH为10，向该溶液中加入一定量稀硫酸后，测得溶液pH为9，乙同学发现溶液pH减小了，得出结论：酸和碱能发生反应．
交流讨论：大家同意甲同学的结论，对乙同学的实验过程提出质疑，溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液；大家认为，乙同学向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须小于或等于7（填“小于”或“小于或等于”）才能证明酸和碱能发生反应．
请写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
Ⅱ．探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
丙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究．
【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？
【提出猜想】（l）Na₂SO₄；（2）Na₂SO₄和H₂SO₄．
【设计实验】

	实验操作	实验现象	实验结论
方案1	向试管中加入少量锌粒，然后加入甲同学实验后的无色溶液	锌粒逐渐减少，有气泡产生	猜想（2）成立
方案2	向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不断振荡试管	开始无明显现象，过一会发现溶液由无色变成红色．

【实验反思】为了验证猜想（2）成立，你认为还可以选择的药品是C（填字母序号）
A．BaCl₂溶液        B．Cu        C．Fe₂O₃．

Answer 1

分析 Ⅰ．方案l：根据酸碱指示剂在不同酸碱性溶液中的变色情况来分析；
方案2：根据碱中加入酸发生中和反应后，溶液的pH变小，等于7或小于7来分析；根据化学反应的原理来书写化学方程式；
Ⅱ．【提出猜想】溶液变为了无色，说明不含有氢氧化钠，结合反应过程进行猜想；
【设计实验】根据酸和碱的性质以及酚酞试液的变色情况来分析；
【实验反思】根据酸的化学性质、检验方法来分析．

解答 解：Ⅰ．方案l：氢氧化钠溶液显碱性，滴入无色酚酞试液变红色，继续加入稀硫酸，硫酸与氢氧化钠发生中和反应生成硫酸钠和水，当加入的硫酸将氢氧化钠完全中和后，溶液变成无色；故填：红；
方案2：溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液（但是无论怎么加水稀释，溶液的pH也是大于7），所以向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须小于或等于7时才能证明酸和碱能发生反应．故填：小于或等于；
硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水；故填：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
Ⅱ．【提出猜想】氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，所以溶液中一定存在硫酸钠；若氢氧化钠有剩余，则还含有氢氧化钠（但是溶液是无色，说明一定不含氢氧化钠）；若硫酸有剩余，则还含有硫酸，则溶液中的溶质是硫酸钠和硫酸；故填：H₂SO₄；
【设计实验】方案1：若猜想（2）成立，即反应后的溶液中存在硫酸钠和硫酸，加入锌粒后，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，会观察到有气泡产生；故填：气泡；
方案2：若猜想（2）成立，即反应后的溶液中存在硫酸钠和硫酸，向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不断振荡试管，氢氧化钠将其中的硫酸中和，继续滴加氢氧化钠，溶液显碱性，无色的酚酞试液变红色；故填：溶液由无色变成红色；
【实验反思】若证明有硫酸的存在，加入BaCl₂溶液不可行，因为硫酸钠也能与氯化钡溶液反应生成白色的硫酸钡沉淀；铜与硫酸不反应，也不可行；氧化铁能够与硫酸反应生成硫酸铁和水，会观察到红色粉末消失，溶液有无色变成黄色；故填：C．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．