Question

13．酸與堿之間發(fā)生中和反應(yīng)，其實質(zhì)是酸溶液中大量自由移動的H⁺和堿溶液中大量自由移動的OH^-結(jié)合成水分子的過程．請根據(jù)以下氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)的實驗，回答問題．
【實驗1】用酚酞試液
（1）向一錐形瓶中傾倒100g質(zhì)量分數(shù)為4.00%的氫氧化鈉溶液，滴入3滴酚酞試液，振蕩，再逐滴滴入質(zhì)量分數(shù)為3.65%的稀鹽酸，邊滴邊振蕩，直至溶液剛好變?yōu)闊o色為止，共用去稀鹽酸100g，則反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為2.1%（結(jié)果精確到0.1%）．（寫出計算過程）
反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)可用蒸發(fā)溶劑的方法（填一操作名稱）使其析出．用酚酞作指示劑可逐滴控制酸、堿溶液反應(yīng)的量，視覺效果靈敏，操作簡便．
【實驗2】用pH試紙
（2）向一支試管內(nèi)倒入約2mL氫氧化鈉溶液，再逐滴滴入鹽酸，邊滴邊振蕩．然后用玻璃棒蘸取反應(yīng)液沾到pH試紙上，與標準比色卡對照．因無法通過肉眼觀察到反應(yīng)進程，需間隔數(shù)滴多次檢測溶液的pH，所以每使用玻璃棒蘸取溶液前，必須進行洗滌擦拭的預(yù)處理．
【實驗3】用碳酸鈉溶液
（3）甲同學(xué)的實驗：在試管中加入2mL稀鹽酸，逐滴加入氫氧化鈉溶液，振蕩后再滴入V₁mL碳酸鈉溶液，實驗過程中無明顯現(xiàn)象．
乙同學(xué)的實驗：在試管中加入2mL稀鹽酸，逐滴加入氫氧化鈉溶液，振蕩后再滴入碳酸鈉溶液，有氣泡逸出，寫出產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，繼續(xù)滴加碳酸鈉溶液至恰好無氣泡時，共消耗碳酸鈉溶液V₂mL．
你認為甲（填“甲”或者“乙”）的實驗?zāi)茏C明酸與堿之間發(fā)生中和反應(yīng)．而另一同學(xué)需補如下實驗才能說明：另取一支試管，加入2mL稀鹽酸，逐滴加入碳酸鈉溶液至無氣泡產(chǎn)生，記錄消耗的碳酸鈉溶液的體積為V₃ mL，V₃ mL＞V₂mL，證明在乙的實驗中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)（寫出實驗步驟，現(xiàn)象和判斷依據(jù)）；依據(jù)以上實驗原理，以下物質(zhì)中不能用來驗證中和反應(yīng)的是：C
A、氫氧化鋁     B、鐵銹    C、氯化鈉  D、鋅粒
【小結(jié)】
除了用酸堿指示劑，還有很多方法都可以用來檢測中和反應(yīng)是否發(fā)生．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酸堿指示劑在酸堿鹽中的顯色進行分析；
根據(jù)滴加鹽酸的量利用方程式中的比例關(guān)系進行分析；
根據(jù)氯化鈉的溶解度受溫度的影響進行分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈉極易和空氣中的二氧化碳反應(yīng)進行分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈉和鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)后溶液中是否存在鹽酸進行判斷．

解答 解：
（1）酚酞遇到堿性溶液變紅色，遇到酸性和中性的液體不變色，滴加鹽酸后只要酚酞由紅色變成無色，就證明沒有氫氧化鈉了，兩者發(fā)生了反應(yīng)，
設(shè)反應(yīng)后生成氯化鈉的質(zhì)量為x，
  NaOH+HCl=NaCl+H₂O
     36.5   58.5
  100g×3.65% x
$\frac{36.5}{100g×3.65%}=\frac{58.5}{x}$
x=5.85g
反應(yīng)后的溶液質(zhì)量是：100g+100g=200g，
所以反應(yīng)后的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為$\frac{5.85g}{200g}×$100%≈2.1%
氯化鈉的溶解度受溫度影響變化較小，所以可以蒸發(fā)溶劑使晶體析出，
故答案為：無色，2.1%，蒸發(fā)溶劑；
（2）蘸取的氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳會生成碳酸鈉，所以蘸取之前，需要清洗，防止影響實驗效果，故答案為：洗滌擦拭；
（3）先向稀硫酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液，再滴入碳酸鈉溶液，實驗過程中無氣泡逸出，說明加入氫氧化鈉溶液可以與稀硫酸反應(yīng)；
加入碳酸鈉溶液時有氣泡逸出，說明溶液中稀硫酸，因此，該實驗不能證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)．鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
要證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)，需補充如下實驗：向2mL稀硫酸中直接滴加碳酸鈉溶液至無氣泡產(chǎn)生，記錄消耗碳酸鈉溶液的體積，若此體積大于乙的實驗中消耗的碳酸鈉溶液的體積，則證明在乙的實驗中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)，所以本題答案為：逐滴加入碳酸鈉溶液至無氣泡產(chǎn)生，記錄消耗的碳酸鈉溶液的體積為V₃ mL，V₃ mL＞V₂mL，證明在乙的實驗中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)；
根據(jù)酸堿的性質(zhì)可知，氫氧化鋁、鐵銹、鋅粒都能與酸反應(yīng)，氯化鈉不反應(yīng)，故選C
答案：
（1）無色，2.1%，蒸發(fā)溶劑
（2）洗滌擦拭
（3）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑      甲   逐滴加入碳酸鈉溶液至無氣泡產(chǎn)生，記錄消耗的碳酸鈉溶液的體積為V₃ mL，V₃ mL＞V₂mL，證明在乙的實驗中稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了中和反應(yīng)；  C

點評 此題在以往對中和反應(yīng)探究考查的基礎(chǔ)上又有所拓展，從定量研究的角度對同學(xué)們提出了要求．很多同學(xué)由于基礎(chǔ)知識掌握不牢固，心理素質(zhì)較差，缺乏分析推理和實驗探究能力而不能順利解答此類綜合性問題．