Question

10．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形管两端红墨水相平．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．如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应．该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：

编号	盐酸	氢氧化钠	△t/℃
1	0.1mol•L-1	0.05mol•L-1	3.5
2	0.1mol•L-1	0.1mol•L-1	x
3	0.2mol•L-1	0.2mol•L-1	14

则x=7．
（3）方案三：该小组还设计了如图2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，该实验设计的不合理之处为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．
请你在此实验装置的基础上提出修改方案分液漏斗上口和锥形瓶之间连接一导管．

Answer 1

分析 （1）由于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，所以U形管内液面左边下降、右边升高；
（2）根据表中数据可知，实验2中生成水的物质的量是实验1中的2倍，实验溶液升高的温度也应该是2倍，即温度差是7℃；
（3）①要保证液体顺利流下，则有关保证内外压强相等，因此可能的原因是没有分液漏斗上部塞子；
②原因稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因也可能是加入稀硫酸的体积引起的；所以改进的方法就是在分液漏斗上口和锥形瓶之间连接一导管，使容器内气体体积不变的．

解答 解：（1）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，所以U形管内液面左边下降、右边升高，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）根据表中数据可知，实验2中氢氧化钠的浓度增加为实验1的2倍，故生成水的物质的量是实验1中的2倍，实验溶液升高的温度也应该是2倍，即温度差是7℃，
故答案为：7；
（3）①为了保证液体顺利流下，就得保证内外压强相等，故可能的原因是没有分液漏斗上部塞子，故答案为：没打开分液漏斗上部塞子；
②稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡也可能是加入稀硫酸的体积引起的；所以改进的方法就是在分液漏斗上口和锥形瓶之间连接一导管，使容器内气体体积不变的，
故答案为：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；分液漏斗上口和锥形瓶之间连接一导管．

点评 本题主要考查的是中和反应实验的综合性题目，难度较大，分别从中和反应放热、实验方案的设计与评价等方面检验了学生的实验能力，是一好题．