Question

4．某化學(xué)課堂圍繞“酸堿中和反應(yīng)”，將學(xué)生分成若干小組，在老師引導(dǎo)下開展探究活動(dòng)．以下是教學(xué)片段，請(qǐng)你參與學(xué)習(xí)并幫助填寫空格（包括表中空格）．
【演示實(shí)驗(yàn)】將一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的小燒杯中．
【學(xué)生板演】（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O．
【提出問題】實(shí)驗(yàn)中未觀察到明顯現(xiàn)象，部分同學(xué)產(chǎn)生了疑問：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)是什么呢？
【假設(shè)猜想】（2）針對(duì)疑問，太家紛紛提出猜想．甲組同學(xué)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(xué)對(duì)以上猜想提出質(zhì)疑，認(rèn)為有一種猜想是不合理的．不合理的猜想是猜想四．
【實(shí)驗(yàn)探究】（3）①丙組同學(xué)取燒杯中的溶液少量于試管中，滴加幾滴CuSO₄溶液，無明顯變化，溶液中一定沒有NaOH．
②為了驗(yàn)證其余猜想，各學(xué)習(xí)小組利用燒杯中的溶液，并選用老師提供的pH試紙、銅片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，進(jìn)行如下三個(gè)方案的探究．

實(shí)驗(yàn)方案	測(cè)溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaC12溶液
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	試紙變色，對(duì)比比色卡，pH＜7	有產(chǎn)生氣泡	產(chǎn)生白色沉淀
實(shí)驗(yàn)結(jié)論	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出結(jié)論】通過探究，全班同學(xué)一致確定猜想二是正確的．
【評(píng)價(jià)反思】老師對(duì)同學(xué)們能用多種方法進(jìn)行探究，并且得出正確結(jié)論給予肯定．同時(shí)指出【實(shí)驗(yàn)探究】②中存在兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)大家反思．同學(xué)們經(jīng)過反思發(fā)現(xiàn)了這兩處錯(cuò)誤：①實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤是將pH試紙直接放入待測(cè)液測(cè)pH．②實(shí)驗(yàn)方案中也有一個(gè)是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的原因是生成的Na₂SO₄也會(huì)與BaCl₂反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，不一定是有過量H₂SO₄引起的．
【剖析本質(zhì)】實(shí)驗(yàn)后，老師又帶領(lǐng)大家從微觀的角度來理解此反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，請(qǐng)你和同學(xué)們一起在如圖1反應(yīng)后的方框中補(bǔ)畫未畫全的微粒．

【定量探究】
取上述【演示實(shí)驗(yàn)】反應(yīng)后燒杯中的溶液100g，設(shè)計(jì)如圖2實(shí)驗(yàn)：
試計(jì)算上述【演示實(shí)驗(yàn)】反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（列出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 【演示實(shí)驗(yàn)】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，注意化學(xué)式的寫法和配平；
【假設(shè)猜想】根據(jù)酸堿不能共存判斷不合理的猜想；
【實(shí)驗(yàn)探究】
①硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)能生成氫氧化銅藍(lán)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根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)能生成二氧化碳?xì)怏w解答；
【評(píng)價(jià)反思】
（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測(cè)溶液的pH時(shí)，pH試紙不能伸入溶液中；
（2）檢驗(yàn)一種物質(zhì)時(shí)要排除其他物質(zhì)的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀；
【剖析本質(zhì)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；
II．定量探究
根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算分析．

解答 解：
【演示實(shí)驗(yàn)】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，化學(xué)方程式為H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O；
【假設(shè)猜想】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，酸或堿可能過量，但不能同時(shí)過量，因?yàn)樗釅A不能共存，會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，故猜想四不合理；
【實(shí)驗(yàn)探究】
①硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)能生成氫氧化銅藍(lán)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碳酸鈉和硫酸反應(yīng)能生成二氧化碳?xì)怏w，會(huì)看到溶液中有氣泡冒出；
【剖析本質(zhì)】如圖，即補(bǔ)2個(gè)水分子、2個(gè)氫離子
【評(píng)價(jià)反思】
（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測(cè)溶液的pH時(shí)，pH試紙不能伸入溶液中，應(yīng)用玻璃棒蘸取少量溶液涂到pH試紙上；
（2）檢驗(yàn)一種物質(zhì)時(shí)要排除其他物質(zhì)的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)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(shè)反應(yīng)后溶液中H₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成的Na₂SO₄的質(zhì)量為x
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
       80     142
   20g×10%    x
$\frac{80}{20g×10%}$=$\frac{142}{x}$
x=3.55g
設(shè)反應(yīng)后溶液中H₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成的Na₂SO₄與反應(yīng)后溶液中原有Na₂SO₄的質(zhì)量共為y
Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓
142                233
y                  23.3g
$\frac{142}{y}$=$\frac{233}{23.3g}$
y=14.2g
反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{14.2g-3.55g}{100g}$×100%=10.65%
故答案為：
【學(xué)生板演】H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O；
【猜    想】猜想四．
【繼續(xù)實(shí)驗(yàn)】
（1）NaOH
（2）有產(chǎn)生氣泡
【評(píng)價(jià)反思】
（1）①將pH試紙直接放入待測(cè)液測(cè)pH；②生成的Na₂SO₄也會(huì)與BaCl₂反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，不一定是有過量H₂SO₄引起的

II．定量探究10.65%．

點(diǎn)評(píng) 此題通過中和反應(yīng)考查了化學(xué)方程式的書寫，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，解答時(shí)要全面審題，認(rèn)真解答．