Question

物质之间发生化学反应时，常伴随有明显的现象，但有些化学反应却观察不到明显的现象．某兴趣小组同学为证明硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应，从不同角度设计了如下实验方案，并进行实验．
方案一：用测pH的方法证明硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应．
先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加硫酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，如果测得的pH逐渐变小且小于7，则证明NaOH溶液与稀硫酸发生了化学反应．
（1）用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：在白瓷板或玻璃片上放

 

，将被测液滴到试纸上，并将试纸

 

与标准比色卡比较．
（2）你认为判断此反应是否发生的关键点是“测得的pH逐渐变小”还是“测得的pH小于7”？

 

．其理由是排除

 

因素的干扰．
方案二：用碳酸钾溶液验证硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应．
【实验药品】稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液．
【实验仪器】试管、滴管、10ml量筒等
【设计方案并实验】
（1）小江同学的实验：在试管中加入2ml稀硫酸，逐滴加入

 

溶液，振荡后，再滴入
V₁ml

 

溶液，实验过程中无气泡逸出．反应的化学方程式为

 

．
（2）小伟同学的实验：在试管中加入2ml稀硫酸，逐滴加入一定量的氢氧化钠溶液，振荡后，再滴入碳酸钾溶液，有气泡逸出，继续滴加碳酸钾溶液至恰好无气泡时，共消耗碳酸钾溶液V₂ml．
（3）小明同学的实验：小明认为小江的实验说明能用碳酸钾溶液来验证；而小伟的实验还不能，需再做一个对比实验才能说明．他另取一支试管，加入2ml稀硫酸，逐滴加入碳酸钾溶液至

 

（填写实验现象），记录消耗的碳酸钾溶液体积为V₃ml．当V₃

 

（选填“大于”、“等于”或“小于”）V₂时，可以证明硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应．
【反思】在小江的实验中，碳酸钾溶液的作用是

 

（填字母）．
A．仅是反应物     B．相当于指示剂      C．作催化剂．

Answer 1

分析：方案一：（1）用pH试纸测定溶液的pH的方法来完成解答；
（2）根据硫酸和氢氧化钠溶液的pH值来完成解答；
【设计方案并实验】
（1）在小江同学的实验中，先向稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液，再滴入碳酸钾溶液，实验过程中无气泡逸出，说明加入氢氧化钠溶液后的溶液中已经没有稀硫酸，则证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应；
（3）加入碳酸钾溶液时有气泡逸出，说明溶液中稀硫酸，因此，该实验不能证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应．要证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应，需补充如下实验：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸钾溶液至无气泡产生，记录消耗碳酸钾溶液的体积，若此体积大于小伟的实验中消耗的碳酸钾溶液的体积，则证明在小伟的实验中稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应；
【反思】根据碳酸钾溶液能和酸反应的性质来完成解答．

解答：解：方案一：
（1）用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：在白瓷板或玻璃片上放pH试纸，将被测液滴到试纸上，并将试纸显示的颜色与标准比色卡比较即可得出溶液的pH值．
（2）加入稀硫酸也会导致氢氧化钠溶液变稀，而使溶液的pH值变小，所以判断氢氧化钠和稀硫酸反应的现象应该是溶液的pH值小于7，
方案二：
（1）先向稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液，再滴入碳酸钾溶液，实验过程中无气泡逸出，说明加入氢氧化钠溶液可以与稀硫酸反应，所以本题答案为：氢氧化钠，碳酸钾，2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（3）加入碳酸钾溶液时有气泡逸出，说明溶液中稀硫酸，因此，该实验不能证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应．要证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应，需补充如下实验：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸钾溶液至无气泡产生，记录消耗碳酸钾溶液的体积，若此体积大于小伟的实验中消耗的碳酸钾溶液的体积，则证明在小伟的实验中稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了中和反应．
【反思】根据（3）的解答可以知道，在小江的实验中，碳酸钾溶液的作用相当于是指示剂，故选B．
故答案为：
方案一：（1）pH试纸；显示的颜色；
（2）测得的pH小于7；排除因硫酸的加入，稀释氢氧化钠溶液而引起pH减小．（能答到“因硫酸的加入，氢氧化钠被稀释”就给分）；
（1）NaOH；  K₂CO₃；H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
（3）无气泡产生；V₃ml＞V₂ml．            
【反思】B．

点评：此题在以往对中和反应探究考查的基础上又有所拓展，从定量研究的角度对同学们提出了要求．很多同学由于基础知识掌握不牢固，心理素质较差，缺乏分析推理和实验探究能力而不能顺利解答此类综合性问题．