Question

17．某同学为了探究酸和碱的反应，按下列要求进行了实验的设计与分析：
【实验目的】证明酸和碱发生了中和反应．
【演示实验】将一定量的稀硫酸加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中．
【实验原理】该反应的化学方程式为2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
【提出问题】实验中未观察到明显现象，该同学产生了疑问：反应后溶液中的溶质是什么呢？
【实验探究】该同学又选取了BaCl₂、酚酞、紫色石蕊溶液设计实验，分别探究上述酸、碱反应后烧杯中溶液中的溶质，取烧杯中溶液，按下列方案进行实验：

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取样，滴入适量的氯化钡溶液	出现白色沉淀	硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴紫色石蕊溶液	溶液颜色为紫色	酸碱恰好完全反应
方案三	取样，滴入几滴无色酚酞溶液	溶液变红	氢氧化钠过量，溶质为氢氧化钠和硫酸钠

①设计的三个方案中，有一个错误的方案是：方案一，该方案错误的原因是即使稀硫酸不过量，也会出现白色沉淀，因为溶液中有生成的硫酸钠，存在硫酸根离子；
②请你简单设计实验对上述错误方案进行更正：取样，滴入几滴紫色石蕊溶液，液变红，溶液呈酸性，说明硫酸过量．

Answer 1

分析 【实验原理】反应物是氢氧化钠和硫酸，生成物是硫酸钠和水，用观察法配平，写出方程式；
【实验评价】：
方案一：验证硫酸根离子的存在，必须排除隐含在溶液中的硫酸根离子的存在；
方案二：根据紫色石蕊遇酸变红，遇碱变蓝，遇中性不变色，所以若观察到溶液为紫色解答；
方案三：根据滴入几滴无色酚酞溶液，酚酞变红，只能说明溶液呈碱性，氢氧化钠过量，溶质为氢氧化钠和硫酸钠解答；
①根据氢氧化钠和硫酸恰好完全反应时，生成硫酸钠和水，硫酸钠和氯化钡溶液也产生白色沉淀解答；
②根据紫色石蕊遇酸变红进行解答．

解答 解：【实验原理】氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
【实验探究】方案二：取样，滴入几滴紫色石蕊溶液，紫色石蕊遇酸变红，遇碱变蓝，遇中性不变色，所以若观察到溶液为紫色，则说明酸碱恰好完全反应；
方案三：取样，滴入几滴无色酚酞溶液，酚酞变红，只能说明溶液呈碱性，氢氧化钠过量，溶质为氢氧化钠和硫酸钠；
①硫酸根离子和钡离子反应会生成硫酸钡沉淀，所以方案一中，向溶液中滴加氯化钡溶液，即使稀硫酸不过量，也会出现白色沉淀，因为溶液中有生成的硫酸钠，存在硫酸根离子；
②紫色石蕊遇酸变红色，所以实验方案为：取样，滴入几滴紫色石蕊溶液，液变红，溶液呈酸性，说明硫酸过量．
故答案为：【实验原理】2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
【实验探究】

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取样，滴入适量的氯化钡溶液	出现白色沉淀	硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴紫色石蕊溶液	溶液颜色为紫色	酸碱恰好完全反应
方案三	取样，滴入几滴无色酚酞溶液	溶液变红	氢氧化钠过量，溶质为 氢氧化钠和硫酸钠

①一，即使稀硫酸不过量，也会出现白色沉淀，因为溶液中有生成的硫酸钠，存在硫酸根离子；
②取样，滴入几滴紫色石蕊溶液，液变红，溶液呈酸性，说明硫酸过量．

点评 本题主要是考查学生的综合分析能力，不但要求学生具备有关化合物的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．