Question

【题目】在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应，试与他们一起完成下列实验。

（1）探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应：

①图甲到图乙的反应现象是_____。

②图中操作存在的问题是_____；若用正确操作测得丙中溶液的pH＝5，溶液中溶质的化学式为_____。

（2）探究上述稀硫酸与氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量：

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	稀硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴紫色石蕊试液	溶液变红	稀硫酸过量

上述设计的实验方案中，正确的是_____，另外一个实验方案错误的原因是_____；请你另选不同种类物质，设计一个确定稀硫酸过量的实验方案_____。

（3）探究氢氧化钠溶液的成分：

某小组同学在进行乙实验时，发现有气泡冒出，他们猜测氢氧化钠溶液可能已经_____（用方程式表示）。于是他们又取了部分反应前的氢氧化钠溶液，加入少量的_____（碱溶液），通过_____现象，确定了自己的猜测。

小组同学对该氢氧化钠溶液的成分产生了兴趣。他们准备对这瓶溶液继续探究。

（作出猜想）小组同学对该氢氧化钠溶液的成分做出了猜想：

猜想1．溶液部分变质 猜想2：_____。

（设计方案）

	实验操作	实验现象	实验结论
方案	取少量溶液于试管中，滴加少量澄清石灰水	产生白色沉淀	猜想1正确
	取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液	溶液变为红色

同学们经过讨论，认为该方案不合理，理由是_____：同学们把方案中的某溶液换成了_____溶液，通过实验现象确定了实验结论。

Answer 1

【答案】氢氧化钠溶液由无色变成红色后又变成无色 图丙中把pH试纸直接浸入溶液中 Na2SO4、H2SO4 方案二 因为NaOH和H2SO4反应后生成的硫酸钠也能和BaCl2反应产生白色沉淀 取样，加入少量的锌粒（或其他活泼金属或氧化铜、氧化铁等金属氧化物），若有气体放 出（固体溶解，溶液变色），证明稀硫酸过量，反之不过量 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Ca（OH）2溶液(Ba（OH）2溶液) 生成白色沉淀 溶液全部变质 Ca（OH）2溶液和Na2CO3反应后又生成了 NaOH，干扰原NaOH的检验 足量的CaCl2溶液（或BaCl2溶液、硝酸钙、硝酸钡等）

【解析】

（1）①氢氧化钠溶液显碱性，能使无色的酚酞试液变红色；

②测定溶液的pH时，pH试纸不能伸入待测溶液中，以免污染试剂，若用正确操作测得丙中溶液的pH=5，溶液显酸性，是稀硫酸；

（2）因为NaOH和H2SO4反应后生成的硫酸钠也能和BaCl2反应产生白色沉淀BaSO4，而石蕊试液遇酸变红色，所以方案二正确，因为活泼金属与酸反应生成氢气，所以可以加入锌粒等活泼金属（或碳酸钠等），若有气体放出，证明稀硫酸过量，反之稀硫酸不过量；

（3）氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，因为氢氧化钠与氢氧化钙不反应，而碳酸钠与氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；所以可以加入氢氧化钙溶液，若观察到有白色沉淀生成，说明氢氧化钠已经变质；

[做出猜想]若氢氧化钠部分变质，则为氢氧化钠与碳酸钠；若氢氧化钠完全变质，则为碳酸钠；

[设计方案]碳酸钠与石灰水反应产生的氢氧化钠也能使溶液中的酚酞变红，所以该方案不合理；可设计如下实验：取少量溶液于试管中，滴加过量的氯化钙溶液，有白色沉淀生成，证明原溶液中含有碳酸钠，再取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液，若溶液变为红色，说明原溶液中含有氢氧化钠，即猜想一成立。