Question

某化學課堂圍繞“酸堿中和反應”，將學生分成若干小組，在老師引導下開展探究活動．以下是教學片段，請你參與學習并幫助填寫空格（包括表中空格）．
[演示實驗]將一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的燒杯中．
[學生板演]該反應的化學方程式

H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O

．
Ⅰ．定性探究
[提出問題]實驗中未觀察到明顯現(xiàn)象，部分同學產(chǎn)生了疑問：反應后溶液中溶質是什么呢？
[猜    想]針對疑問大家紛紛提出猜想．甲組同學的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄              猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH         猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙組同學對以上猜想提出質疑，認為有一種猜想是不合理的．你認為不合理的猜想是哪一種并說出理由

猜想四 H₂SO₄和NaOH在溶液中不能共存

．
[繼續(xù)實驗]（1）丙組同學取燒杯中的少量溶液于試管中，滴加幾滴CuSO₄溶液，無明顯變化，溶液中一定沒有

NaOH或氫氧化鈉

．
（2）為了驗證其余猜想，各組同學取燒杯中的溶液，并選用老師提供的pH試紙、銅片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，分別進行如下三組探究實驗．

實驗方案	測溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
實驗操作
實驗現(xiàn)象	試紙變色，比照比色卡，pH＜7	有氣泡產(chǎn)生	產(chǎn)生白色沉淀
實驗結論	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

[得出結論]通過探究，全班同學一致確定猜想二是正確的．
[評價反思]老師對同學們能用多種方法進行探究，并且得出正確結論給予肯定．同時指出上述三個實驗探究中存在兩處明顯錯誤，請大家反思．同學們經(jīng)過反思發(fā)現(xiàn)了這兩處錯誤：（1）實驗操作中明顯的一處錯誤是

pH試紙浸入溶液中

；
（2）實驗方案探究中也有一個是不合理的，不合理的原因是

Na₂SO₄與BaCl₂反應也會生成白色沉淀，不能證明一定有H₂SO₄存在

．
II．定量探究
取上述[演示實驗]反應后燒杯中的溶液100g，設計如下實驗：

計算反應后溶液中Na₂SO₄的質量分數(shù)是多少？（請列出計算過程）

Answer 1

分析：【學生板演】硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，注意化學式的寫法和配平；
【假設猜想】根據(jù)酸堿不能共存判斷不合理的猜想；
【實驗探究】根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應能生成二氧化碳氣體解答；
【評價反思】（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測溶液的pH時，pH試紙不能伸入溶液中；
（2）檢驗一種物質時要排除其他物質的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應生成白色沉淀．
II．定量探究
根據(jù)化學方程式計算分析．

解答：解：【學生板演】硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，化學方程式為H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O；
【假設猜想】硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，酸或堿可能過量，但不能同時過量，因為酸堿不能共存，會繼續(xù)反應，故猜想四不合理；
【實驗探究】（1）硫酸銅和氫氧化鈉反應能生成氫氧化銅藍色沉淀，因此溶液中滴加幾滴CuSO₄溶液，無明顯變化，說明溶液中一定沒有氫氧化鈉．
（2）溶液中有硫酸，滴加碳酸鈉后，碳酸鈉會和硫酸反應生成二氧化碳氣體，因此會看到產(chǎn)生氣泡．
【評價反思】（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測溶液的pH時，pH試紙不能伸入溶液中，應用玻璃棒蘸取少量溶液涂到pH試紙上；
（2）檢驗一種物質時要排除其他物質的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應生成白色沉淀，故不能證明溶液中一定存在硫酸；
II．定量探究
解：設反應后溶液中H₂SO₄與NaOH反應生成的Na₂SO₄的質量為x
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
       80     142
   20g×10%    x

80

20g×10%

=

142

x

x3.55g

14.2g-3.55g

100g

×100%
設反應后溶液中H₂SO₄與NaOH反應生成的Na₂SO₄與反應后溶液中原有Na₂SO₄的質量共為y
Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓
142                233
y                  23.3g

142

y

=

233

23.3g

y=14.2g
反應后溶液中Na₂SO₄的質量分數(shù)是

14.2g-3.55g

100g

×100%=10.65%
故答案為：【學生板演】H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
【假設猜想】有Na₂SO₄和NaOH
猜想四      H₂SO₄和NaOH在溶液中不能共存
【實驗探究】（1）NaOH或氫氧化鈉
（2）有氣泡產(chǎn)生
【評價反思】
①pH試紙浸入溶液中
②Na₂SO₄與BaCl₂反應也會生成白色沉淀，不能證明一定有H₂SO₄存在
II．定量探究10.65%（過程見解析）

點評：此題通過中和反應考查了化學方程式的書寫，實驗方案設計、實驗操作、實驗方案的評價以及計算，解答時要全面審題，認真解答．