Question

2．某实验小组的同学用氢氧化钠溶液和硫酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀硫酸一会后，实验中未观察到明显现象．他们停止滴加稀硫酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究．
（1）写出该中和反应的化学方程式：H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么．
【猜想】猜想Ⅰ：有Na₂SO₄和NaOH；
猜想Ⅱ：有Na₂SO₄和H₂SO₄；
猜想Ⅲ：Na₂SO₄；
【查阅资料】①BaCl₂、Na₂SO₄溶液显中性，且Ba²⁺有毒．
【实验探究】小组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，进行如下两个方案的探究．

实验方案	测溶液pH	滴加过量BaCl2溶液
实验现象	pH=10	产生白色沉淀
实验结论	溶液中有NaOH	溶液中有H2SO4

[得出结论】（1）为什么会出现截然不同的结论呢？同学们经过检查，发现操作准确无误，讨论后同学一致认定猜想Ⅰ正确．另一结论错误的原因是Na₂SO₄+BaCl₂═BaSO₄↓+2NaCl．（用化学方程式表示）
【反思拓展】（1）实验结束了，小组同学将所有废液倒进废液缸，为了除去废液中的有害成分并将废液调至中性，应向废液缸中加入适量的稀硫酸．
（2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质是否含有H₂SO₄，除以上方案外，单独使用某种试剂也能完成该实验，你选用的一种试剂是石蕊试液．

Answer 1

分析 根据氢氧化钠和硫酸的反应进行分析解答，氢氧化钠能与硫酸反应生成硫酸钠和水；由于反应的情况不能确定，故溶液中的溶质成分不能确定，可以就此提出猜想；氢氧化钠呈碱性，能使酚酞试液变红；硫酸和硫酸钠不能使酚酞试液变色；钡离子能与硫酸根离子结合产生硫酸钡白色沉淀，要验证是否含有硫酸，就是验证氢离子的存在，据此解答．

解答 解：氢氧化钠能与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，故填：H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；
反应可能是恰好反应，只有硫酸钠、也可能是一种物质完全反应，另一种物质有剩余，若氢氧化钠过量，则含有氢氧化钠和硫酸钠；若硫酸过量，则含有硫酸和硫酸钠，因此可以就反应后溶液中的溶质提出猜想，故填：该烧杯内溶液中的溶质是什么，Na₂SO₄；
溶液的pH=10，说明溶液呈碱性，一定不会含有稀硫酸，滴加氯化钡溶液生成白色沉淀，是因为溶液中含有的硫酸钠能与氯化钡反应产生白色沉淀，故填：Ⅰ，Na₂SO₄+BaCl₂═BaSO₄↓+2NaCl；
氢氧化钠能与硫酸反应生成硫酸钠和水，故可以使用稀硫酸调节溶液的碱性，故填：稀硫酸；
要检验硫酸的存在，就是检验氢离子的存在，根据酸能使石蕊试液变红，可以加入石蕊试液，故填：石蕊试液．

点评 本题考查了酸碱中和反应以及实验设计的能力，设计实验时，可以从反应后的产物和其有关的性质着手．