Question

鹽酸或硫酸和氫氧化鈉溶液的中和反應沒有明顯的現(xiàn)象．某學習興趣小組的同學為了證明氫氧化鈉溶液與鹽酸或硫酸發(fā)生了反應，從中和反應的熱效應出發(fā)，設計了下面幾種實驗方案．請回答有關問題．
（1）方案一：如圖1裝好實驗裝置，圖中小試管用細線吊著，細線的上端拴在細鐵絲上．開始時使右端U形管兩端紅墨水相平．實驗開始，向下插細鐵絲，使小試管內鹽酸和廣口瓶內氫氧化鈉溶液混合，此時觀察到的現(xiàn)象是

 

，原因是

 

．

（2）方案二：該小組借助反應溶液溫度的變化來判斷反應的發(fā)生．如果氫氧化鈉溶液與鹽酸混合前后有溫度的變化，則證明發(fā)生了化學反應．該小組同學將不同濃度的氫氧化鈉溶液和鹽酸各10mL混合，用溫度計測量反應前后溫度的變化，測得的部分數(shù)據(jù)如下表：

編號	鹽酸	氫氧化鈉	△t/℃
1	0.1mol?L-1	0.05mol?L-1	3.5
2	0.1mol?L-1	0.1mol?L-1	x
3	0.2mol?L-1	0.2mol?L-1	14

則x=

 

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（3）方案三：該小組還設計了如圖2示裝置來證明氫氧化鈉溶液確實與稀硫酸發(fā)生了反應．他們認為若洗氣瓶中導管口有氣泡冒出，則說明該反應放出熱量，從而證明發(fā)生了反應．
①實驗時，打開分液漏斗活塞，發(fā)現(xiàn)導管流出液體不暢，原因可能是

 

②從原理上講，該實驗設計的不合理之處為

 

．
請你在此實驗裝置的基礎上提出修改方案

 

．

Answer 1

考點：探究化學反應機理,性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）由于鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內氣體溫度升高，壓強增大，所以U形管內液面左邊下降、右邊升高；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗2中生成水的物質的量是實驗1中的2倍，實驗溶液升高的溫度也應該是2倍，即溫度差是7℃；
（3）①要保證液體順利流下，則有關保證內外壓強相等，因此可能的原因是沒有分液漏斗上部塞子；
②原因稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因也可能是加入稀硫酸的體積引起的；所以改進的方法就是在分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管，使容器內氣體體積不變的．

解答： 解：（1）鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內氣體溫度升高，壓強增大，所以U形管內液面左邊下降、右邊升高，故答案為：U形管內液面左邊下降、右邊升高；鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應放出熱量，使瓶內氣體溫度升高，壓強增大；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗2中氫氧化鈉的濃度增加為實驗1的2倍，故生成水的物質的量是實驗1中的2倍，實驗溶液升高的溫度也應該是2倍，即溫度差是7℃，
故答案為：7；
（3）①為了保證液體順利流下，就得保證內外壓強相等，故可能的原因是沒有分液漏斗上部塞子，故答案為：沒打開分液漏斗上部塞子；
②稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡也可能是加入稀硫酸的體積引起的；所以改進的方法就是在分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管，使容器內氣體體積不變的，
故答案為：稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸的體積引起的；分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導管．

點評：本題主要考查的是中和反應實驗的綜合性題目，難度較大，分別從中和反應放熱、實驗方案的設計與評價等方面檢驗了學生的實驗能力，是一好題．