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做“中和反应”实验时,小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸,一会儿后发现...

中和反应实验时,小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸,一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂,于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。

[提出问题]上述实验中发生反应的化学方程为_____________________________,那反应后溶液中的溶质是什么?

[提出猜想]猜想一:溶质是Na2SO4

猜想二:溶质是Na2SO4 NaOH

猜想三:溶质是____________

[查阅资料]Na2SO4溶液呈中性

[实验探究]小聪同学设计如表的实验方案

 

方法步骤

实验现象

实验结论

方案一

取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴入几滴无色酚酞溶液

酚酞不变红色

猜想一正确

猜想二不正确

方案二

取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,

滴加BaCl2溶液

出现白色沉淀

猜想三正确

方案三

取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量的黑色CuO粉末,振荡

_________________

猜想三正确

 

[方案评价]同学们对小聪的实验方案讨论后认为:

①方案一存在缺陷,该方案不能证明猜想一是正确的,其原因是_____________

②方案二也不能证明猜想三是正确的,理由是__________________

③同学们经过讨论,一致认为方案三能够证明猜想三是正确的,并讨论除此方案外,还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。

[实验反思]在分析化学反应后所得物质成分时,还需考虑反应物的用量。

 

2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O Na2SO4 和H2SO4 粉末溶解,溶液由无色变蓝色 稀硫酸显酸性,也不能使酚酞试液变色 硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠 【解析】 利用酚酞的倍数反应,结合酸性溶液不能使酚酞试液变色分析; 氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水; 氯化钡能够和硫酸钠反应生成硫酸钡白色沉淀,也能和硫酸反应硫酸钡生成白色沉淀; 利用稀硫酸可以和氧化铜反应生成硫酸铜和水,使固体溶解,溶液变为蓝色证明方案三的正确性。 上述实验中氢氧化钠和稀硫酸发生中和反应生成硫酸钠和水,发生该反应的化学方程为:2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O。 若酸、碱恰好完全反应,此时溶液为硫酸钠溶液,溶液中的溶质是Na2SO4,证明了猜想一; 若加入的硫酸不足量,则NaOH不能完全反应,此时溶液中有酸碱中和反应产生的Na2SO4,同时还存在未反应的NaOH,此时溶液中溶质是Na2SO4和NaOH,证实了猜想二; 若加入的硫酸足量,则加入的硫酸除了将溶液中NaOH完全中和后,还有剩余,此时溶液中的溶质有反应产生的Na2SO4及过量的H2SO4,所以猜想三中溶液中溶质为Na2SO4和H2SO4; 实验探究过程如下:   方法步骤 实验现象 实验结论 方案一 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴入几滴无色酚酞溶液 酚酞不变红色 猜想一正确 猜想二不正确 方案二 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴加BaCl2溶液 出现白色沉淀 猜想三正确 方案三 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量的黑色CuO粉末,振荡 粉末溶解,溶液由无色变蓝色 猜想三正确 可利用H2SO4是酸,检验酸的通性,可以将难溶性的金属氧化物CuO的黑色固体溶解,发生反应:H2SO4+CuO=CuSO4+H2O,得到蓝色溶液,证明硫酸过量,从而证明溶液中含有溶质Na2SO4和H2SO4; 在方案评价中: ①由于酚酞是一种酸碱指示剂,在溶液pH<8.2时,溶液显无色,而在pH>8.2时显红色,因此若取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴入几滴无色酚酞溶液显无色,可能是溶液中溶质只含有Na2SO4,也可能是溶液中溶质为Na2SO4和H2SO4的混合物,所以方案一存在缺陷,该方案不能证明猜想一是正确的; ②由于H2SO4、Na2SO4都会电离产生SO42-,SO42-能够与加入的BaCl2电离产生的Ba2+结合形成BaSO4白色沉淀,所以若取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,溶液中溶质可能是Na2SO4;也可能是Na2SO4和NaOH;还可能是Na2SO4和H2SO4。所以方案二也不能证明猜想三是正确的。
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考点分析:
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