Question

某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了酸、堿、鹽的知識后，走進(jìn)化學(xué)實驗室．邀請你參加以下活動．（已知：①2Na₂CO₃+H₂SO₄═2NaHCO₃+Na₂SO₄，NaHCO₃溶液呈堿性；②CaSO₄微溶，但在稀溶液中看作可溶，其水溶液呈中性．）

（1）甲、乙兩同學(xué)想用實驗證明稀硫酸和NaOH稀溶液確實能發(fā)生反應(yīng)，設(shè)計了如圖A所示的實驗．
丙、丁兩同學(xué)想再現(xiàn)課本上將“澄清石灰水滴入Na₂CO₃溶液”的實驗現(xiàn)象，設(shè)計了如圖B所示的實驗．并各自進(jìn)行操作．
【問題討論】：教師首先肯定了這四位同學(xué)的實驗設(shè)計和操作，請你填空：
甲、乙同學(xué)將較多量的稀硫酸加入錐形瓶后，他們是依據(jù)溶液的顏色由______色變?yōu)開_____色的現(xiàn)象來判斷兩者確實發(fā)生反應(yīng)的．丙、丁同學(xué)的實驗中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)可用化學(xué)方程式表示為______．
【意外發(fā)現(xiàn)1】：甲同學(xué)和丙同學(xué)在洗刷儀器前，將A、B裝置錐形瓶中的殘留物倒入同一個潔凈的廢液缸，發(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生，廢液缸中形成無色溶液．這一現(xiàn)象立刻引起了同學(xué)們的好奇，于是，他們又以“無色溶液中含有哪些溶質(zhì)”為課題進(jìn)行探究．
【提出猜想】：經(jīng)討論呈現(xiàn)出如下猜想：
①溶質(zhì)為：Na₂SO₄、CaSO₄　 ②溶質(zhì)為：Na₂SO₄、CaSO₄、H₂SO₄③溶質(zhì)為：Na₂SO₄、CaSO₄、NaOH
【請你判斷】：上述猜想中不合理的是______（填數(shù)字代號）．
【實驗探究】：小組同學(xué)針對認(rèn)為合理的猜想，設(shè)計實驗進(jìn)行探究，請你將下表補(bǔ)充完整．

實驗內(nèi)容	實驗現(xiàn)象和結(jié)論
取廢液缸中少量溶液于試管中， 滴入少量______溶液，觀察	a．若有氣泡產(chǎn)生，則猜想______成立（填數(shù)字代號）
	b．若無氣泡產(chǎn)生，則猜想______成立（填數(shù)字代號）

【意外發(fā)現(xiàn)2】：乙同學(xué)和丁同學(xué)在洗刷儀器前，將A、B裝置錐形瓶中的殘留物倒入另一個潔凈的廢液缸，發(fā)現(xiàn)沉淀不溶，沒有氣泡，上層清液呈紅色，此時，上層清液中溶質(zhì)的組成情況可能有許多組，如：①Na₂SO₄、NaOH；②Na₂SO₄、Ca（OH）₂；③Na₂SO₄、NaOH、Na₂CO₃；④Na₂SO₄、______；⑤Na₂SO₄、Na₂CO₃、______．（未列全．請用化學(xué)式將④、⑤補(bǔ)充完整）
（2）【教師點撥】：證明稀硫酸和NaOH稀溶液確實能發(fā)生反應(yīng)的方法還有多種．
【拓展探究】：小組同學(xué)用其他裝置繼續(xù)進(jìn)行實驗．請你回答下列問題：
①若不加酚酞試液，將稀硫酸（適量）與NaOH稀溶液混合后，再向其中加入CuSO₄溶液，無藍(lán)色沉淀生成，則______（填“能”或“不能”）證明兩者確實發(fā)生了反應(yīng)．
②若不加酚酞試液，將稀硫酸（少量）與V₁mL NaOH稀溶液？昆合后，再向其中加入CuSO₄溶液至藍(lán)色沉淀不再產(chǎn)生時，消耗了V₂mL CuSO₄溶液，此時還必須做一個對比實驗才能證明兩者確實發(fā)生了反應(yīng)，這個對比實驗是（簡述操作方法及結(jié)論）：______．
還可以將上述CuSO₄溶液換成______溶液等（填一種物質(zhì)的化學(xué)式），同樣也可以證明稀硫酸和NaOH稀溶液確實發(fā)生了反應(yīng)．

Answer 1

解：（1）【問題討論】由于氫氧化鈉溶液呈堿性，能使無色酚酞試液變?yōu)榧t色，加入稀硫酸會與氫氧化鈉反應(yīng)生成顯中性的氯化鈉，故溶液的顏色會由紅色變?yōu)闊o色；澄清石灰水的主要成分氫氧化鈣會與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成白色的碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉．化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
故答案為：淺紅（紅）；無；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
【提出猜想】根據(jù)A、B裝置錐形瓶中的殘留物混合后形成無色溶液，可知溶液中不存在顯堿性的物質(zhì)．故猜想③不合理．
故答案為：③．
【實驗探究】猜想①②中的不同點在于是否含有硫酸，故我們只要檢驗其中是否含有硫酸即可得出結(jié)論，故可選用活潑金屬或碳酸鹽來進(jìn)行驗證．
故答案為：Na₂CO₃（或鎂條、鐵釘?shù)龋�；②；①�?br/>【意外發(fā)現(xiàn)2】乙、丁同學(xué)將反應(yīng)后的A、B裝置錐形瓶中的殘留物混合后，出現(xiàn)沉淀不溶，沒有氣泡，上層清液呈紅色的現(xiàn)象，可知溶液呈堿性．通過分析可以得出以下幾種情況①呈堿性的物質(zhì)可能來自B中反應(yīng)生成的氫氧化鈉，而A、B中的兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)，則上層清液中溶質(zhì)的為Na₂SO₄、NaOH；②A中的稀硫酸有剩余且恰好能與B中反應(yīng)生成的氫氧化鈉完全反應(yīng)．呈堿性的物質(zhì)來自B中的未反應(yīng)完的氫氧化鈣，則上層清液中溶質(zhì)的為Na₂SO₄、Ca（OH）₂；③A中的兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)，B中的碳酸鈉有剩余，則呈堿性的物質(zhì)來自剩余的碳酸鈉和反應(yīng)生成的氫氧化鈉，則上層清液中溶質(zhì)的為Na₂SO₄、NaOH、Na₂CO₃；④A中的稀硫酸有剩余且恰好能與B中反應(yīng)生成的氫氧化鈉完全反應(yīng)．呈堿性的物質(zhì)來自B中的未反應(yīng)完的碳酸鈉，則上層清液中溶質(zhì)的為Na₂SO₄、Na₂CO₃；⑤A中的稀硫酸有較多剩余能與B中反應(yīng)生成的氫氧化鈉完全反應(yīng)外，還與B中剩余的碳酸鈉溶液反應(yīng)生成了呈堿性的碳酸氫鈉，呈堿性的物質(zhì)來自B中的未反應(yīng)完的碳酸鈉，則上層清液中溶質(zhì)的為Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃．
故答案為：④Na₂CO₃（或NaHCO₃）；⑤NaHCO₃．
（2）【拓展探究】欲證明稀硫酸和NaOH稀溶液確實能發(fā)生反應(yīng)只要證明其中的某種物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生變化或者量減少即可．①中加入硫酸銅溶液后無藍(lán)色深淺生成說明稀硫酸和NaOH稀溶液混合后的溶液中無氫氧化鈉了，從而說明了氫氧化鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)了．②通過等量的氫氧化鈉溶液不加稀硫酸需消耗的硫酸銅溶液的質(zhì)量作比較，也可得出部分氫氧化鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)了．除了硫酸銅溶液外，還可以用其他與氫氧化鈉溶液反應(yīng)有明顯現(xiàn)象的物質(zhì)來證明．如FeCl₂、MgCl₂等．
故答案為：①能
②在V₁mLNaOH稀溶液中加入CuSO₄溶液至沉淀不再產(chǎn)生時，消耗CuSO₄溶液V₃mL，若V₃＞V₂即可證明；
FeCl₂（或MgCl₂等）
分析：（1）根據(jù)常見酸堿指示劑遇酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)的變色情況來判斷溶液顏色的變化；依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的特征寫出化學(xué)方程式；依據(jù)含有酚酞試液的溶液為無色，排除猜想③，比較猜想①②找出區(qū)別進(jìn)行檢驗；根據(jù)質(zhì)量守恒定律來推測反應(yīng)后物質(zhì)的可能情況．
（2）要證明二者發(fā)生了反應(yīng)，只要證明其中有某種物質(zhì)混合后的性質(zhì)或量變化了即可．
點評：本題主要考查了酸、堿、鹽之間相互反應(yīng)方面的知識，綜合性較強(qiáng)，要求解題是思路比較清楚．試題難度較大．