Question

物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常伴隨有明顯的現(xiàn)象，但有些化學(xué)反應(yīng)卻觀察不到明顯的現(xiàn)象．某興趣小組同學(xué)為證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)，從不同角度設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
方案一：先用pH試紙測定NaOH溶液的pH，再滴加鹽酸，并不斷振蕩溶液，同時(shí)測定混合溶液的pH，如果測得的pH逐漸變小且小于7，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（1）用pH試紙測定溶液的pH時(shí)，正確的操作是：______．
（2）簡述強(qiáng)調(diào)“測得的pH小于7”的理由：______．
方案二：先在NaOH溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液顯紅色，然后再不斷滴加鹽酸，一段時(shí)間后可觀察到紅色消失，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
該組同學(xué)在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意外現(xiàn)象：氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液，溶液變成了紅色，過了一會(huì)兒紅色就消失了．該小組對(duì)這種意外現(xiàn)象的原因作了如下猜想：
①可能是酚酞溶液與空氣中的氧氣反應(yīng)，使紅色消失；
②可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，使紅色消失．
（1）為驗(yàn)證猜想①，該組同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將配制的氫氧化鈉溶液加熱，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷卻后的溶液中滴入酚酞溶液．實(shí)驗(yàn)中“加熱”和“滴入植物油”目的是______．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酚酞溶液紅色消失與空氣中的氧氣無關(guān)．
（2）為驗(yàn)證猜想②，該組同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液也呈現(xiàn)紅色，由此可得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：
結(jié)論1：說明Na₂CO₃溶液呈______性；
結(jié)論2：說明酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳______（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（3）該小組同學(xué)通過查閱資料得知：當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度很大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上述意外現(xiàn)象．請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該方案中取用的NaOH溶液濃度過大：①實(shí)驗(yàn)方法：______，②觀察到的現(xiàn)象______．
方案三：化學(xué)反應(yīng)中通常伴隨有能量的變化，可借助反應(yīng)前后的溫度變化來判斷反應(yīng)的發(fā)生．如果NaOH溶液與稀鹽酸混合前后溫度有變化，則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
該組同學(xué)將不同濃度的鹽酸和NaOH溶液各10mL混合，用溫度計(jì)測定室溫下混合前后溫度的變化，并記錄了每次混合前后溫度的升高值△t（如下表）．

編號(hào)	鹽酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65%	2.00%	3.5
2	3.65%	4.00%	x
3	7.30%	8.00%	14

（1）表中x=______．
（2）某同學(xué)在沒使用溫度計(jì)的情況下，通過如圖1所示裝置完成了實(shí)驗(yàn)．則該同學(xué)根據(jù)______判斷NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)．但有同學(xué)認(rèn)為單憑此現(xiàn)象不足以說明該反應(yīng)放熱，其理由是______．
（3）對(duì)上述過程采用微觀模型加以認(rèn)識(shí)，如圖2：
①氫氧化鈉溶液與鹽酸反應(yīng)中消失的離子有：______
②上圖微觀模型所反映的NaCl溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（保留至0.1%）：______．

Answer 1

【答案】分析：方案一：（1）根據(jù)用pH試紙測定溶液的pH的正確操作方法進(jìn)行解答；
（2）簡述強(qiáng)調(diào)“測得的pH小于7”的理由時(shí)考慮稀鹽酸和稀釋的作用．
方案二：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中“加熱”目的和“滴入植物油”目的和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酚酞溶液紅色消失與空氣中的氧氣無關(guān)進(jìn)行解答；
（3）①根據(jù)滴入酚酞溶液之后發(fā)現(xiàn)溶液呈現(xiàn)紅色和酚酞遇堿性溶液變紅的性質(zhì)來進(jìn)行解答；
②根據(jù)溶液的紅色是否消失來進(jìn)行判斷；
方案三：（1）由表中數(shù)據(jù)，可推出x的值．
（2）某同學(xué)在沒使用溫度計(jì)的情況下，通過如圖所示裝置完成了實(shí)驗(yàn)．則該同學(xué)根據(jù)U形管中左邊液面下降判斷NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)，完成后一空的解答可以考慮到溶液的加入也會(huì)使氣體的體積被壓縮，可以據(jù)此解答；
（3）①根據(jù)左右兩個(gè)容器中的粒子變化來進(jìn)行解答；
②根據(jù)酸堿中和反應(yīng)原理結(jié)合微觀圖象，計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
解答：解：方案一：（1）用pH試紙測定溶液的pH的正確操作方法為：將pH試紙放在潔凈的表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒蘸取少許待測液涂在pH試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程及鹽酸呈酸性的性質(zhì)可以知道，強(qiáng)調(diào)“測得的pH小于7”的理由是為了排除是因?yàn)榧尤臌}酸使溶液變稀而導(dǎo)致pH減小的因素；
方案二：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中“加熱”目的和“滴入植物油”目的是為了防止溶液中溶入氧氣或除去溶液中的氧氣，從而表明酚酞溶液紅色消失與空氣中的氧氣無關(guān)；
（3）①為了驗(yàn)證是否是堿的濃度過大而使溶液的紅色消失，可以用濃度較小的氫氧化鈉溶液來進(jìn)行檢驗(yàn)，即：取稀的氫氧化鈉溶液溶液滴入酚酞溶液；
②觀察到溶液的紅色沒有消失，所以可以判斷氫氧化鈉溶液的濃度影響顏色的變化；
方案三：（1）對(duì)比編號(hào)2中，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是編號(hào)1的2倍，而3中鹽酸和氫氧化鈉都是1的2倍，共同作用應(yīng)該是4倍，而溫度變化也是4倍，所以編號(hào)2中溫度變化應(yīng)該是2倍，所以結(jié)論為7；
（2）氫氧化鈉和鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)，溶液的溫度會(huì)升高，導(dǎo)致燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)增大，使U形管的液面出現(xiàn)高度差，考慮到燒瓶中的液體進(jìn)入U(xiǎn)型管中也會(huì)導(dǎo)致左側(cè)的氣體壓強(qiáng)變大，所以也會(huì)使出現(xiàn)類似情況所以該同學(xué)的判斷不一定準(zhǔn)確；
（3）①仔細(xì)觀察微觀圖象，我們知道反應(yīng)前有H₂O、Na⁺、Cl^-、H⁺、OH^-五種粒子存在，反應(yīng)后有H₂O、Na⁺、Cl^-三種粒子存在，少了H⁺、OH^-粒子，故反應(yīng)消失的離子是H⁺、OH^-；
②觀察反應(yīng)后的微觀圖形，可知水分子和氯化鈉分子的個(gè)數(shù)比是8：1，故溶液中含有NaCl溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=25%．
答：上圖微觀模型所反映的NaCl溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%．
故答案為：方案一：（1）將pH試紙放在潔凈的表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒蘸取少許待測液涂在pH試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照．
（2）排除是因?yàn)榧尤臌}酸使溶液變稀而導(dǎo)致pH減小的因素；
方案二：（1）防止溶液中溶入氧氣或除去溶液中的氧氣．
（2）堿；無關(guān)；
（3）取稀的氫氧化鈉溶液溶液滴入酚酞，觀察到紅色不再消失；
方案三：（1）7；
（2）U形管左側(cè)液面降低；從分液漏斗內(nèi)滴下的液體也會(huì)使燒瓶內(nèi)氣壓增大而使U形管內(nèi)出現(xiàn)液面差；
（3）①H⁺和OH^-；
②28.9%．
點(diǎn)評(píng)：在做中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于酸和堿的溶液一般是無色，二者反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象不明顯，所以往往借助于一些試劑或儀器等（如酸堿指示劑、pH試紙、溫度計(jì)等），來幫助我們判斷反應(yīng)是否進(jìn)行或恰好完全．