Question

某研究学习小组对“NaOH溶液与稀H₂SO₄溶液是否恰好反应”进行实验探究．

（1）如图是类似教材所示酸与碱反应的实验过程．
①图中仪器A的名称是    ．
②向A中加入10mLNaOH溶液，并滴入3滴酚酞试液，再向其中慢慢滴入稀硫酸，并用玻璃棒不断    ，使溶液混合均匀，直至溶液的颜色由红色恰好变成    色为止，表明两者发生了反应，该反应的化学方程式为    ．
（2）为探究上述酸碱反应后，硫酸是否过量．设计了如下两种方法：
方法①：取少量反应的溶液，用pH试纸检验，测得pH＜7，表明硫酸过量．
方法②：取少量反应的溶液，向其中滴加适量的BaCl₂溶液，可观察到有白色沉淀产生，表明硫酸过量．
上述两种方法中，你认为正确的是方法    （选填“①”或“②”）．请用文字说明另一种方法不合理的原因    ．

Answer

硫酸和氢氧化钠的反应，两者是否完全反应是存在三种可能的，而题目限定在恰好完全反应和硫酸过量的两种情况下的，所以只需要关注硫酸是否有剩余即可．当硫酸剩余时，既可以借助测定溶液的pH值，也可以借助酸的通性来进行，其实质都是检测氢离子或者消耗氢离子．
【解析】
（1）①图中的A仪器为烧杯．
②图中给出的实验的第一步是向氢氧化钠溶液中滴入了酚酞，所以滴入酚酞后的颜色变化是由无色变红色（酚酞遇碱变红）．第二步是滴入适量的硫酸，慢慢滴入且不停搅拌，溶液会由红色变成无色，证明碱被慢慢消耗，从而证明酸和碱发生了反应，氢氧化钠和硫酸发生的是中和反应生成对应的硫酸钠和水，对应方程式为2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O．
 （2）对于硫酸是否过量的判断实际上是判断溶液中是否依然显酸性．

实验方案 实验步骤 实验现象及反应方程式 实验分析
方法①  pH试纸 pH＜7 pH小于7证明溶液显酸性，即硫酸是过量的 
方法②  BaCl2溶液 出现白色沉淀
H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl；Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl 即使硫酸不过量，先前生成的硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀（或者：反应是通过生成沉淀来进行分析氢离子是否剩余的，而沉淀硫酸钡的生成与氢离子无关，所以不能确定是否硫酸过量）

方法①正确．不正确的是方法②；错误的原因是即使硫酸不过量，先前生成的硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀（或者：反应是通过生成沉淀来进行分析氢离子是否剩余的，而沉淀硫酸钡的生成与氢离子无关，所以不能确定是否硫酸过量）．其他的证明硫酸过量的方法可以使用氧化铜、氧化铁等不溶性金属氧化物或者不溶性氢氧化物氢氧化铜或者氢氧化铁等，观察是否能够溶解以及颜色变化．
故答案为：（1）烧杯；②搅拌；无色； 2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O．
（2）①； 即使硫酸不过量，先前生成的硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀（或者：反应是通过生成沉淀来进行分析氢离子是否剩余的，而沉淀硫酸钡的生成与氢离子无关，所以不能确定是否硫酸过量）