Question

在一節化學課上，一個精彩的實驗探究正在進行：張老師向一支試管中加入氫氧化鈉溶液，再逐漸滴加稀鹽酸，振蕩，使其充分混合．
[提出問題]氫氧化鈉溶液和鹽酸混合在一起后，我們并沒有觀察到明顯變化，它們到底發生反應沒有呢？
[猜想交流]①二者沒發生反應；②二者反應了．
[設計方案]方案一：借助酚酞、石蕊的變色來驗證
方案二：通過測溶液的pH值來驗證
方案三：利用中和反應是放熱反應來驗證
[實驗探究]
方案一：甲組同學按圖1所示的方法，先向試管中加入約2mL NaOH溶液，再滴入幾滴酚酞溶液，溶液變紅．然后慢慢滴入稀鹽酸，邊滴邊振蕩，看到______，證明二者發生了反應．請指出右圖操作中的錯誤：______．
乙組同學向氫氧化鈉溶液和鹽酸的混合溶液中滴加紫色石蕊溶液，觀察到溶液顯紅色．該組實驗能否證明二者發生了反應？說明理由．______．
方案二：丙組同學先測出氫氧化鈉溶液的pH值，然后在滴加稀鹽酸的過程中，不斷測出混合溶液的pH值，發現混合溶液的pH值在不斷______，體現出堿性由強到弱，變成中性，直至顯酸性的過程．證明二者發生了反應．若在滴入稀鹽酸的過程中，觀察到有少量氣泡出現，則產生氣泡的原因可能是______．
方案三：丁組同學在沒使用溫度計的情況下，通過圖2裝置完成了實驗驗證．則U形管中液面的變化情況
是______．你認為最合理的解釋是______．

Answer 1

【答案】分析：[實驗探究]
方案一：酚酞遇堿變紅，遇酸和中性溶液不變色，石蕊遇酸變紅，可以據此解答，注意膠頭滴管的使用；
方案二：酸性溶液pH值小于7，中性溶液pH值等于7，堿性溶液pH值大于7，可以據此解答；氫氧化鈉易變質，所以產生氣泡的原因可能是氫氧化鈉部分變質產生了碳酸鈉；
方案三：根據物質熱脹冷縮的性質來進行分析即可．
解答：解：方案一：酚酞遇堿變紅，遇酸性和中性溶液不變色，所以可以觀察到紅色逐漸消失，注意在使用膠頭滴管的時候，不能將膠頭滴管伸入到試管中去；而乙組的實驗中，如果加入的鹽酸是過量的，石蕊試液要變紅，所以不能判斷氫氧化鈉和鹽酸是否發生了反應；
方案二：酸性溶液pH值小于7，中性溶液pH值等于7，堿性溶液pH值大于7，所以丙組同學先測出氫氧化鈉溶液的pH值，然后在滴加稀鹽酸的過程中，不斷測出混合溶液的pH值，發現混合溶液的pH值在不斷減小，直直至恰好完全反應時pH值為7；氫氧化鈉易變質，所以產生氣泡的原因可能是氫氧化鈉吸收了二氧化碳而變質產生了碳酸鈉；
方案三：根據物質熱脹冷縮的性質可以知道，反應放出的熱量使氣體受熱膨脹，所以U形管中的液面是左低右高．
故答案為：方案一：紅色逐漸消失；膠頭滴管伸入到試管中去；不能；因為如果鹽酸過量，也能使石蕊溶液變紅；
方案二：減小；可能是氫氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳而變質；
方案三：左低右高；中和反應放出的熱使燒瓶內氣體體積膨脹，壓強增大．
點評：在做中和反應的實驗時，由于酸和堿的溶液一般是無色，二者反應時的現象不明顯，所以往往借助于一些試劑或儀器等（如酸堿指示劑、pH試紙、溫度計等），來幫助我們判斷反應是否進行或恰好完全．