Question

14．化學調研小組的同學用氫氧化鈉和稀鹽酸探究中和反應，請你參與以下探究：
（1）甲組同學取少量的氫氧化鈉溶液于燒杯中，用酸度計測得該溶液的pH＞（選填“＜”、“＞”或“=”）7，同時插入一支溫度計，測量溶液的溫度（如下圖所示）．用膠頭滴管吸取稀鹽酸，逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，邊滴加邊攪拌．此時可觀察到的現象是：酸度計上顯示的數據逐漸減少（選填“增大”、“減少”或“不變”），且溫度計上顯示的數據逐漸增大．由此可知，酸和堿的中和反應屬于放熱（選填“吸熱”或“放熱”）反應．該反應的化學方程式NaOH+HCl=NaCl+H₂O
（2）乙組的同學改用固體氫氧化鈉與稀鹽酸反應來探究中和反應中能量的變化情況，你認為該方案不合理（選填“合理”或“不合理”），理由是 _固體氫氧化鈉溶于水放熱
（3）丙組同學用另外一瓶氫氧化鈉溶液進行實驗時，當往燒杯中滴加稀鹽酸時，發現有少量的氣泡冒出，小組同學根據這一現象進行討論，一致認為其原因可能是氫氧化鈉溶液已經變質，變質的原因是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（用化學方程式表示）
（4）丁組同學借助酚酞試液來判斷氫氧化鈉溶液與稀鹽酸發生中和反應時，向燒杯中的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸一會兒后，發現忘記了滴加酚酞試液．為了確定鹽酸與氫氧化鈉是否恰好完全反應，小組的同學從燒杯中取少量反應后的溶液于一支試管中，并向試管中滴加幾滴酚酞試液，振蕩，觀察到酚酞試液不變色．于是他們得出了“兩種物質已恰好完全中和”的結論．你認為他們得出的結論是否正確？
不正確，理由是：鹽酸過量，溶液顯酸性，酚酞也不變色．

Answer 1

分析 （1）、根據物質的酸堿性判斷氫氧化鈉溶液呈堿性，其PH＞7，氫氧化鈉溶液與鹽酸反應的過程中，氫氧化鈉的量減少，溶液堿性減弱，故酸度計的PH逐漸減小，由溫度計的變化，可判斷該反應屬于放熱反應．
（2）、根據課本知識判斷方案二不合理，因為固體氫氧化鈉在溶于水的過程中也放熱
（3）、根據實驗現象可推斷少量氣泡為CO₂，便可找出氫氧化鈉變質的原因：NaOH吸收了空氣中CO₂，進而提出氫氧化鈉的保存方法，以及出去氫氧化鈉溶液中的雜質的方法．
（4）、首先判斷該實驗的推論不正確，并找出理由．

解答 解：（1）氫氧化鈉溶液呈堿性，故酸度計測得溶液的PH＞7，在向氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸的過程中，鹽酸與氫氧化鈉反應NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液的PH值降低，故酸度計上顯示的數據逐漸減少，根據觀察到的溫度計上顯示的數據逐漸增大的現象，可推斷該反應屬于放熱反應．
（2）、固體氫氧化鈉溶于水的過程中也放出一定的熱量，故用固體氫氧化鈉與稀鹽酸反應來探究中和反應中能量的變化情況，顯然不合理．
（3）根據實驗現象可知氫氧化鈉中含有雜質，當與鹽酸反應時有氣泡，氣泡很可能是CO₂，便可找出氫氧化鈉變質的原因：NaOH與空氣中CO₂反應；提出氫氧化鈉的保存方法：密封保存；根據復分解反應的原理，用氫氧化鈣除去氫氧化鈉溶液中少量的碳酸鈉雜質．
（4）、根據實驗現象判斷該實驗的推論不正確，因為鹽酸過量，溶液顯酸性，酚酞也不變色．可用紫色石蕊試液來檢驗兩種物質是否已恰好完全中和，當石蕊試液變紅，說明沒有完全中和，當石蕊試液不變色說明恰好完全中和．答案不唯一，其它方案設計合理即可．
故答案為：（1）＞；減少；放熱；NaOH+HCl=NaCl+H₂O
（2）不合理；固體氫氧化鈉溶于水放熱
（3）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
（4）不正確，鹽酸過量，溶液顯酸性，酚酞也不變色．

點評 結合課本知識和實驗技能，考查了學生的分析問題，解決問題的能力；此題綜合性較強，考查出學生將理論知識與實驗相結合的能力，還考查學生的創新能力，是一道不錯的綜合題．