Question

17．某同學為了探究酸和堿的反應，按下列要求進行了實驗的設計與分析：
【實驗目的】證明酸和堿發生了中和反應．
【演示實驗】將一定量的稀硫酸加入到盛有NaOH溶液的小燒杯中．
【實驗原理】該反應的化學方程式為2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O．
【提出問題】實驗中未觀察到明顯現象，該同學產生了疑問：反應后溶液中的溶質是什么呢？
【實驗探究】該同學又選取了BaCl₂、酚酞、紫色石蕊溶液設計實驗，分別探究上述酸、堿反應后燒杯中溶液中的溶質，取燒杯中溶液，按下列方案進行實驗：

實驗方案	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
方案一	取樣，滴入適量的氯化鋇溶液	出現白色沉淀	硫酸過量
方案二	取樣，滴入幾滴紫色石蕊溶液	溶液顏色為紫色	酸堿恰好完全反應
方案三	取樣，滴入幾滴無色酚酞溶液	溶液變紅	氫氧化鈉過量，溶質為氫氧化鈉和硫酸鈉

①設計的三個方案中，有一個錯誤的方案是：方案一，該方案錯誤的原因是即使稀硫酸不過量，也會出現白色沉淀，因為溶液中有生成的硫酸鈉，存在硫酸根離子；
②請你簡單設計實驗對上述錯誤方案進行更正：取樣，滴入幾滴紫色石蕊溶液，液變紅，溶液呈酸性，說明硫酸過量．

Answer 1

分析 【實驗原理】反應物是氫氧化鈉和硫酸，生成物是硫酸鈉和水，用觀察法配平，寫出方程式；
【實驗評價】：
方案一：驗證硫酸根離子的存在，必須排除隱含在溶液中的硫酸根離子的存在；
方案二：根據紫色石蕊遇酸變紅，遇堿變藍，遇中性不變色，所以若觀察到溶液為紫色解答；
方案三：根據滴入幾滴無色酚酞溶液，酚酞變紅，只能說明溶液呈堿性，氫氧化鈉過量，溶質為氫氧化鈉和硫酸鈉解答；
①根據氫氧化鈉和硫酸恰好完全反應時，生成硫酸鈉和水，硫酸鈉和氯化鋇溶液也產生白色沉淀解答；
②根據紫色石蕊遇酸變紅進行解答．

解答 解：【實驗原理】氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水，化學方程式是：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
【實驗探究】方案二：取樣，滴入幾滴紫色石蕊溶液，紫色石蕊遇酸變紅，遇堿變藍，遇中性不變色，所以若觀察到溶液為紫色，則說明酸堿恰好完全反應；
方案三：取樣，滴入幾滴無色酚酞溶液，酚酞變紅，只能說明溶液呈堿性，氫氧化鈉過量，溶質為氫氧化鈉和硫酸鈉；
①硫酸根離子和鋇離子反應會生成硫酸鋇沉淀，所以方案一中，向溶液中滴加氯化鋇溶液，即使稀硫酸不過量，也會出現白色沉淀，因為溶液中有生成的硫酸鈉，存在硫酸根離子；
②紫色石蕊遇酸變紅色，所以實驗方案為：取樣，滴入幾滴紫色石蕊溶液，液變紅，溶液呈酸性，說明硫酸過量．
故答案為：【實驗原理】2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
【實驗探究】

實驗方案	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
方案一	取樣，滴入適量的氯化鋇溶液	出現白色沉淀	硫酸過量
方案二	取樣，滴入幾滴紫色石蕊溶液	溶液顏色為紫色	酸堿恰好完全反應
方案三	取樣，滴入幾滴無色酚酞溶液	溶液變紅	氫氧化鈉過量，溶質為 氫氧化鈉和硫酸鈉

①一，即使稀硫酸不過量，也會出現白色沉淀，因為溶液中有生成的硫酸鈉，存在硫酸根離子；
②取樣，滴入幾滴紫色石蕊溶液，液變紅，溶液呈酸性，說明硫酸過量．

點評 本題主要是考查學生的綜合分析能力，不但要求學生具備有關化合物的基礎知識，而且要有實驗操作的經歷和分析、解決化學實驗問題的能力．