Question

17．某研究性學(xué)習(xí)小組對中和反應(yīng)進(jìn)行探究，請你參與實驗

【探究活動1】證明酸和堿發(fā)生了反應(yīng)
稀鹽酸和NaOH溶液混合沒有明顯現(xiàn)象，小麗同學(xué)按圖1進(jìn)行實驗，證明了鹽酸和NaOH溶液能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，他依據(jù)的實驗現(xiàn)象是溶液由紅色變成無色，反應(yīng)的化學(xué)方程式NaOH+HCl=NaCl+H₂O．
【探究活動2】能否通過證明有水生成來證明其反應(yīng)的發(fā)生？
【設(shè)計實驗】小明同學(xué)取變色硅膠、無水醋酸和氫氧化鈉固體進(jìn)行如圖2所示的三個實驗．
【小資料】a．變色硅膠吸水后由藍(lán)色變?yōu)榧t色；b．無水醋酸是一種酸，常溫下為無色液體；
（1）實驗①、②的實驗?zāi)康氖亲C明了無水醋酸和氫氧化鈉不含有水，不能使變色硅膠變色；
（2）加入試劑后，要迅速塞緊橡膠塞的原因是防止空氣中的水分進(jìn)入試管干擾試驗；
（3）能證明酸和堿反應(yīng)有水生成的現(xiàn)象是試管③中的變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榧t色，試管①②中的變色硅膠不變色．
【探究活動3】能否通過測量酸和堿反應(yīng)過程的pH，溫度變化證明其反應(yīng)的發(fā)生？取一定量的稀鹽酸，逐滴均勻滴加NaOH溶液，用電子傳感器實時獲得溶液的pH，溫度曲線如圖3
（4）由圖3 你得到的認(rèn)識請寫出兩條：溶液的pH增大、中和反應(yīng)放熱．
（5）除了上述方法之外，還可以按照如表實驗方法證明稀鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)，說出對應(yīng)的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量氫氧化鈉溶液于試管中，加入過量稀鹽酸，再加入少量氧化銅	若生成藍(lán)色沉淀	則酸、堿沒有發(fā)生反應(yīng)
	若生成藍(lán)色溶液	則酸、堿發(fā)生了反應(yīng)

Answer 1

分析 本探究實驗給出的是多種思路證明酸和堿之間發(fā)生了反應(yīng)，圍繞指示劑、生成物驗證、pH變化以及溫度變化等角度展開的．
探究活動1是利用酸堿指示劑來證明酸和堿之間發(fā)生了反應(yīng)，要熟練記住酸堿指示劑與酸和堿之間的顏色變化關(guān)系．
探究活動2，是想通過驗證過程中生成了水，此時所用試劑都不能含有水，且題目給出了檢驗水的思路和物質(zhì)．所以在此過程中要進(jìn)一步確定各反應(yīng)物都不能獨立使變色硅膠變色，而只有兩者反應(yīng)才能使硅膠變色，過程中要排除空氣中水蒸氣等的干擾．
探究活動3給出的過程中pH值和溫度的變化曲線，從圖中可以看出過程中pH的變化趨勢和溫度的變化趨勢，進(jìn)而總結(jié)分析；
最后要求設(shè)計的是證明原物質(zhì)是否存在也就是證明氫氧化鈉是否還有，題目給出了實驗的思路，分析對應(yīng)的現(xiàn)象和結(jié)論．

解答 解：【探究活動1】證明酸和堿發(fā)生了反應(yīng)
稀鹽酸和NaOH溶液混合沒有明顯現(xiàn)象，小麗同學(xué)按圖1進(jìn)行實驗，由于酚酞遇堿變紅，堿消失就成無色，所以證明鹽酸和NaOH溶液能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)借助的是燒杯中的液體酞由紅色變成無色，反應(yīng)為鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，對應(yīng)的化學(xué)方程式 NaOH+HCl=NaCl+H₂O．
【探究活動2】能否通過證明有水生成來證明其反應(yīng)的發(fā)生？
 根據(jù)【小資料】a．變色硅膠吸水后由藍(lán)色變?yōu)榧t色；b．無水醋酸是一種酸，常溫下為無色液體；可知設(shè)計思路為：是想通過驗證過程中生成了水，此時所用試劑都不能含有水，且題目給出了檢驗水的思路和物質(zhì)．所以在此過程中要進(jìn)一步確定各反應(yīng)物都不能獨立使變色硅膠變色，而只有兩者反應(yīng)才能使硅膠變色，過程中要排除空氣中水蒸氣等的干擾．
（1）實驗①、②的實驗是證明無水醋酸和氫氧化鈉均不含水，不能使變色硅膠變色，后續(xù)實驗硅膠變紅才能說明是生成了水，所以目的是 證明了無水醋酸和氫氧化鈉不含有水，不能使變色硅膠變色；
（2）加入試劑后，因為需要證明生成了水，所以要避免空氣中的水分的干擾，所以要迅速塞緊橡膠塞；
（3）能證明酸和堿反應(yīng)有水生成的現(xiàn)象是 試管③中的變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榧t色，試管①②中的變色硅膠不變色．
【探究活動3】兩條曲線的對應(yīng)要看清楚，上面的文字說明要對應(yīng)好，一條是pH值的，一條是溫度的．
（5）取少量氫氧化鈉溶液于試管中，加入過量稀鹽酸，再加入少量氧化銅，根據(jù)這個描述可以推測設(shè)計本意是借助過量的鹽酸和氧化銅反應(yīng)能生成氯化銅，如果氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)了，則沒有剩余的氫氧化鈉和氯化銅反應(yīng)，則不會有藍(lán)色沉淀生成；如果氫氧化鈉和鹽酸沒反應(yīng)，則氫氧化鈉就能和氯化銅反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀．
故答案為：【探究活動1】溶液由紅色變成無色；NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
（1）證明了無水醋酸和氫氧化鈉不含有水，不能使變色硅膠變色；
（2）防止空氣中的水分進(jìn)入試管干擾試驗；
（3）試管③中的變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榧t色，試管①②中的變色硅膠不變色；
（4）溶液的pH增大；中和反應(yīng)放熱等．
（5）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
	若生成藍(lán)色沉淀； 若生成藍(lán)色溶液；	則酸、堿沒有發(fā)生反應(yīng)． 則酸、堿發(fā)生了反應(yīng)．

點評 設(shè)計實驗要根據(jù)給出的實驗結(jié)論進(jìn)行，而不要先入為主進(jìn)行設(shè)計，也就是題目其實已經(jīng)限制了設(shè)計的方向．