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14.某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动.以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格).
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的烧杯中.
【学生板演】该反应的化学方程式H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O.
Ⅰ.定性探究
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【猜想】针对疑问大家纷纷提出猜想.甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4              猜想二:有Na2SO4和H2SO4
猜想三:有Na2SO4和NaOH         猜想四:有Na2SO4、H2SO4和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为有一种猜想是不合理的.你认为不合理的猜想是哪一种并说出理由猜想三,H2SO4和NaOH在溶液中不能共存.
【继续实验】
(1)丙组同学取烧杯中的少量溶液于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有NaOH.
(2)为了验证其余猜想,各组同学取烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,分别进行如下三组探究实验.
实验方案测溶液pH滴加Na2CO3溶液滴加BaCl2 溶液
实验操作
实验现象试纸变色,比照比色卡,pH<7 
有气泡产生
产生白色沉淀
实验结论溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4溶液中只有H2SO4
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的.
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定.同时指出上述三个实验探究中存在两处明显错误,请大家反思.同学们经过反思发现了这两处错误:
(1)实验操作中明显的一处错误是pH试纸浸入溶液中;
(2)实验方案探究中也有一个是不合理的,不合理的原因是Na2SO4与BaCl2反应也会生成白色沉淀,不能证明一定有H2SO4存在.
【实验推广1】你想过复分解反应为什么能够发生吗?这是因为在这些反应物中含有一些“特殊”的阴、阳离子,它们能相互结合.如硫酸和氢氧化钠反应中,实际参加反应的离子是H+和OH,而SO42-、Na+则是“旁观者”,并没有参加反应.请你分析澄清石灰水和碳酸钠溶液反应中,参加反应的离子是Ca2+和CO32-
【实验推广2】中和反应是没有现象的,如果要鉴别三瓶液体:稀硫酸,澄清石灰水,食盐水.提供试剂有:(A)酚酞,(B)纯碱溶液,只用一种试剂就可以将这三瓶液体区分出来,则选用试剂可以是B(从提供的试剂中选用)
Ⅱ.定量探究
取上述【演示实验】反应后烧杯中的溶液100g,设计如下实验:

计算反应后溶液中Na2SO4的质量是多少?(请列出计算过程)

分析 Ⅰ、【学生板演】硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,注意化学式的写法和配平;
【假设猜想】根据酸碱不能共存判断不合理的猜想;
【实验探究】根据碳酸钠和硫酸反应能生成二氧化碳气体解答;
【评价反思】(1)根据图示操作判断,检测溶液的pH时,pH试纸不能伸入溶液中;
(2)检验一种物质时要排除其他物质的干扰,硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀.
【实验推广1】根据复分解反应发生的条件,有水或气体或沉淀生成该反应才发生,则离子能结合成水或气体或沉淀的,即为实际参加反应的离子;
【实验推广2】根据物质的性质进行分析,无色酚酞试液在碱性溶液中为红色,在中性和酸性溶液中为无色,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,能与硫酸反应生成二氧化碳气体.
II.定量探究
根据化学方程式计算分析.

解答 解:【学生板演】硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,化学方程式为H2SO4+2NaOH═Na2SO4 +2H2O;
【假设猜想】硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,酸或碱可能过量,当氢氧化钠过量时,反应后溶液中的溶质为硫酸钠和氢氧化钠,故猜想三为氢氧化钠和硫酸钠,酸碱过量,但不能同时过量,因为酸碱不能共存,会继续反应,故猜想三不合理;
【实验探究】(1)硫酸铜和氢氧化钠反应能生成氢氧化铜蓝色沉淀,因此溶液中滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,说明溶液中一定没有氢氧化钠.
(2)溶液中有硫酸,滴加碳酸钠后,碳酸钠会和硫酸反应生成二氧化碳气体,因此会看到产生气泡.
【评价反思】(1)根据图示操作判断,检测溶液的pH时,pH试纸不能伸入溶液中,应用玻璃棒蘸取少量溶液涂到pH试纸上;
(2)检验一种物质时要排除其他物质的干扰,硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀,故不能证明溶液中一定存在硫酸;
【实验推广1】氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,真正参与反应的是碳酸根离子和钙离子;
【实验推广2】石灰水为碱性,能使酚酞试液变红,硫酸呈酸性,不能使酚酞试液变色,食盐水呈中性,不能使酚酞试液变色,使用酚酞不能一次鉴别;碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,能与硫酸反应生成二氧化碳气体,与食盐水混合无现象,现象不同,使用碳酸钠溶液能一次鉴别.
II.定量探究
解:设反应后溶液中H2SO4与NaOH反应生成的Na2SO4的质量为x
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
       80     142
     20g×10%  x
$\frac{80}{142}=\frac{20g×10%}{x}$
x=3.55g
设反应后溶液中H2SO4与NaOH反应生成的Na2SO4与反应后溶液中原有Na2SO4的质量共为y
Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4
142                233
y                  23.3g
$\frac{142}{233}=\frac{y}{23.3g}$
y=14.2g
反应后溶液中Na2SO4的质量为14.2g.
故答案为:【学生板演】H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;
【假设猜想】猜想三,H2SO4和NaOH在溶液中不能共存;
【实验探究】(1)NaOH;
(2)有气泡产生;
【评价反思】
①pH试纸浸入溶液中;
②Na2SO4与BaCl2反应也会生成白色沉淀,不能证明一定有H2SO4存在.
【实验推广1】Ca2+和CO32-
【实验推广2】B;
Ⅱ.定量探究:14.2g.

点评 此题通过中和反应考查了化学方程式的书写,实验方案设计、实验操作、实验方案的评价以及计算,解答时要全面审题,认真解答.

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