Question

10．實驗探究離子之間是否發生了反應．
許多離子反應的發生實質是溶液中某些離子濃度發生了變化（增大或減小），從而引起溶液顏色的變化、溶液導電性的變化等．
實驗設計：給你足夠的儀器和試劑，你能否設計實驗，探究Ba（OH）₂溶液與NaHSO₄溶液混合時發生了離子反應？
在燒杯里加入20mL0.1mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液，再滴幾滴酚酞溶液．然后用滴定管向燒杯中滴加等物質的量濃度的NaHSO₄溶液．實驗裝置如圖（夾持儀器已去掉）
實驗現象如下：
①燈泡逐漸變暗；
②燒杯中有白色沉淀生成，溶液紅色變淺甚至消失．
請依據實驗現象回答下列問題：
（1）燈泡變暗的原因是滴定中可自由移動的離子濃度變小．
（2）有白色沉淀生成，說明Ba²⁺和SO₄^2-發生了反應．紅色變淺說明H⁺和OH^-發生了反應，使溶液堿性減弱．
（3）當Ba²⁺恰好完全沉淀時，消耗NaHSO₄溶液的體積為20mL，溶液呈淺紅色，離子反應方程式為Ba²⁺+OH^-+SO₄^2-+H⁺═BaSO₄↓+H₂O．
（4）若向（3）得到的溶液中，繼續滴加NaHSO₄溶液到恰好變為無色，此階段反應的離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O．

Answer 1

分析 Ba（OH）₂與NaHSO₄發生復分解反應，反應的程度與滴入NaHSO₄溶液的體積有關：若使Ba²⁺完全沉淀，其離子方程式為Ba²⁺+OH^-+SO₄^2-+H⁺═BaSO₄↓+H₂O，此時消耗的NaHSO₄溶液的體積為20 mL，此時OH^-未完全反應．若使溶液恰好變為無色，即OH^-與H⁺恰好完全反應，其離子反應的方程式為H⁺+OH^-═H₂O，以此解答該題．

解答 解：（1）溶液的導電能力與離子濃度大小有關，燈泡變暗，可說明滴定中可自由移動的離子濃度變小，故答案為：滴定中可自由移動的離子濃度變小；
（2）生成的沉淀為硫酸鋇，說明Ba²⁺和SO₄^2-發生了反應，紅色變淺，原因是氫氧根離子濃度減小，H⁺和OH^-發生了反應，使溶液堿性減弱，
故答案為：Ba²⁺和SO₄^2-發生了反應；H⁺和OH^-發生了反應，使溶液堿性減弱；
（3）n（Ba（OH）₂）=n（Ba²⁺）=0.02L×0.1mol/L=0.002mol，用滴定管向燒杯中滴加等物質的量濃度的NaHSO₄溶液，當Ba²⁺恰好完全沉淀時，消耗n（NaHSO₄）=0.002mol，消耗NaHSO₄溶液的體積為20mL，此時氫氧根離子過量，則溶液呈堿性，顏色為淺紅色，離子反應方程式為Ba²⁺+OH^-+SO₄^2-+H⁺═BaSO₄↓+H₂O，
故答案為：20；淺紅；Ba²⁺+OH^-+SO₄^2-+H⁺═BaSO₄↓+H₂O；
（4）OH^-未完全反應，使溶液恰好變為無色，即OH^-與H⁺恰好完全反應，其離子反應的方程式為H⁺+OH^-═H₂O．故答案為：H⁺+OH^-═H₂O．

點評 本題考查離子反應的性質的探究，為高頻考點，側重于學生的分析、實驗能力的考查，注意把握離子反應的實質以及與量有關的離子方程式的書寫，難度不大．