Question

17．在研究酸和堿的化學性質(zhì)時，某化學興趣小組的同學想證明：稀硫酸和氫氧化鈉溶液混合后，雖然沒有發(fā)生明顯的變化，但確實發(fā)生了化學反應(yīng)．請你與他們一起完成此實驗的設(shè)計、實施和評價．

（1）方案一：測定稀硫酸和氫氧化鈉溶液混合前后的pH（20℃）．測定某NaOH溶液的pH，其pH大于7（選填“大于”、“小于”或“等于”）．將一定量的稀硫酸加入該NaOH溶液中，混合均勻后測其pH，pH＜7．
結(jié)論：稀硫酸和NaOH溶液發(fā)生了化學反應(yīng)，并且稀硫酸過量．
（2）方案二：觀察紅色逐漸消失（根據(jù)圖示實驗步驟，概括方案要點）
結(jié)論：稀硫酸和NaOH溶液發(fā)生了化學反應(yīng)．
（3）上述兩個方案在設(shè)計上思想上的相同點是測定溶液反應(yīng)前后的酸堿性變化來確定兩種溶液混合后是否發(fā)生了化學反應(yīng)．
（4）任何化學反應(yīng)均伴隨能量變化，中和反應(yīng)均為放熱反應(yīng)．為了進一步獲取稀硫酸與NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應(yīng)的證據(jù)，依據(jù)稀硫酸與NaOH溶液反應(yīng)是放熱（選填“放熱”、“吸熱”或“無熱量變化”）的反應(yīng)，采用同溫下的稀硫酸與NaOH溶液進行實驗，整個實驗中至少需要測定溶液溫度3次．

Answer 1

分析 （1）當溶液的pH等于7時，呈中性；當溶液的pH小于7時，呈酸性；當溶液的pH大于7時，呈堿性；據(jù)此根據(jù)氫氧化鈉溶液的酸堿性進行分析判斷．
根據(jù)題意，將一定量稀硫酸加入該氫氧化鈉溶液中，混合均勻后測定混合溶液的pH小于7，則可判斷出反應(yīng)后酸過量．
（2）根據(jù)堿溶液遇酚酞溶液變紅，利用酸堿反發(fā)生中和反應(yīng)使堿減少，據(jù)此判斷顏色的變化．
（3）方案一是測定溶液的pH來確定溶液酸堿性變化，方案二通過酸堿指示劑的顏色變化確定溶液的酸堿性變化，即都是測定溶液的酸堿性變化來判斷反應(yīng)是否發(fā)生．
（4）中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)測定反應(yīng)前后、過程中溶液的溫度變化來確定至少測定的次數(shù)．

解答 解：（1）氫氧化鈉溶液顯堿性，其pH大于7；
（2）將一定量稀硫酸加入該氫氧化鈉溶液中，混合均勻后測定混合溶液的pH小于7，說明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了化學反應(yīng)，且稀硫酸過量．
酚酞溶液滴入到氫氧化鈉溶液中顯紅色，當向氫氧化鈉溶液中加入稀硫酸時，發(fā)生中和反應(yīng)反應(yīng)使堿減少至消失，則紅色逐漸變淺直至消失．
（3）無論是測溶液的PH，還是酚酞顏色的變化，都與溶液的酸堿性變化有關(guān)．利用pH值，總結(jié)上述兩個方案在設(shè)計思想上的相同點是 測定溶液反應(yīng)前后的酸堿性變化來確定兩種溶液混合后是否發(fā)生了化學反應(yīng)．
（4）中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可以通過測定反應(yīng)前后溶液的溫度變化來進行確定，反應(yīng)前測定起始溫度，反應(yīng)中測定溫度是否升高，加入過量的硫酸再測定溶液的溫度是否降低，故最少需要測定3次．
故答案為：（1）大于；H₂SO₄；（2）紅色逐漸消失；（3）測定溶液反應(yīng)前后的酸堿性變化來確定兩種溶液混合后是否發(fā)生了化學反應(yīng)；（4）放熱；3．

點評 本題有一定難度，考查了中和反應(yīng)及其應(yīng)用，掌握中和反應(yīng)、常見酸堿指示劑的性質(zhì)、溶液的酸堿性和溶液pH大小之間的關(guān)系是正確解題的關(guān)鍵．