探究氢氧化钠溶液和稀盐酸发生中和反应时的温度变化、pH变化-初中化学微专题-重点实验专项

探究氢氧化钠溶液和稀盐酸发生中和反应时的温度变化、pH 变化 （专项训练） 【基础练习】 1．在Ca（OH）2的饱和溶液中加入下列物质，冷却至室温，溶液的pH没有改变的是 A．CO2 B．CaO C．Cu（NO3）2 D．HCl 2．滴入无色酚酞溶液后不显色的溶液，若滴入紫色石蕊溶液，下列说法正确的是（     ） A．一定显红色 B．可能为紫色 C．可能显蓝色 D．一定显无色 3．下列图示的实验能达到目的的是 A．  证明烧碱腐蚀性 B．  处理酸性废水 C．  探究中和反应是否放热 D．  验证氢气密度小于空气 4．根据下列实验事实得出的结论错误的是 选项 实验事实 结论 A 将溶液与稀盐酸混合，测得溶液温度升高 中和反应放出热量 B 将铁丝和铜丝分别伸入等浓度的稀盐酸中 铁丝表面有气泡产生，铜丝表面无变化 铁的金属活动性比铜强 C 50mL水和50mL酒精混合后的总体积小于100mL 分子在不断运动 D 向热水中的白磷通入氧气，通氧气前白磷不燃烧 通氧气后白磷燃烧 氧气是燃烧需要的条件之一 A．A B．B C．C D．D 5．化学学习者常用化学思维去认识和理解世界。下列选项不正确的是 A．模型与推理：中子不带电，质子带正电，所以原子核带正电 B．宏观与微观：CO和元素组成相同，二者性质不同的原因是分子构成不同 C．变化与守恒：某物质R在中燃烧后生成和，则R中一定含C、H元素 D．探究与创新：探究酸碱中和反应是否放出热量，可将稀盐酸滴入氢氧化钠固体中，并触摸试管底部 D．探究与创新：探究酸碱中和反应是否放出热量，可将稀盐酸滴入氢氧化钠固体中，并触摸试管底部 6．在酸和碱的中和反应中，氢氧化钠与稀盐酸反应现象不明显。为证明两者发生化学反应，在老师指导下开展了系列探究活动，选取以下三组实验方案进行分析讨论，请你参与其中。 实验方法 实验操作 实验现象 实验分析 Ⅰ．测定滴定过程中温度变化 室温时，将温度传感器放入氢氧化钠溶液中，然后逐滴加入稀盐酸至过量，得到温度变化图像    氢氧化钠和稀盐酸发生的反应是 反应（填“吸热”或“放热”）；图中 点表示氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应 Ⅱ．用酚酞溶液作指示剂检测 反应前向氢氧化钠溶液滴加酚酞溶液 溶液显 色 氢氧化钠与稀盐酸混合发生反应，其化学方程式为 然后逐步加入稀盐酸至过量 溶液颜色逐渐变浅至无色 Ⅲ．用pH试纸检测酸碱混合后溶液的酸碱性 用洁净、干燥的玻璃棒蘸取少量混合液滴在干燥的pH试纸上，观察颜色变化并与标准比色卡比较 ①若试纸变蓝色 pH 7，溶液呈碱性 ②若试纸不变色 pH＝7，溶液呈中性 ③若试纸变红色 pH＜7，溶液呈 性 能证明氢氧化钠和稀盐酸混合恰好完全反应的实验现象是 （填序号） 【能力提升】 7．下列有关测定物质含量或性质的实验，说法正确的是    A．红磷量不足，则测得空气中氧气的体积分数偏大 B．加入硝酸铵，a管内液面升高，说明硝酸铵溶于水吸热 C．滴入浓硫酸后，气球变大，说明两种物质反应放热 D．紫色石蕊试剂变红，说明二氧化碳显酸性 8．下列图像能正确反映对应的实验操作的是 A．稀盐酸加水稀释 B．高温条件下，向一定量的氧化铁中通入一氧化碳 C．向一定量的碳酸钙中加入稀盐酸 D．红磷在体积不变的密闭容器中燃烧 9．金属及其化合物的研究和应用是化学学习的一个重要内容。 (1)有些化合物既能与酸反应又能与碱反应，化学上称之为两性化合物，氢氧化铝就是典型的两性化合物，它既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种氧化物，试写出氢氧化铝与氢氧化钠反应的化学方程式 。 (2)如图是氢氧化钠溶液和稀盐酸用滴加方式反应时，溶液pH随滴入溶液体积变化的曲线。    ①根据曲线图判断，该反应是将 （填“氢氧化钠溶液”或“稀盐酸”）滴入另一种溶液中，实验过程中，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，你认为溶液温度升高的原因是 ； ②写出氢氧化钠与稀盐酸反应的方程式 ，从微观角度分析稀盐酸和NaOH溶液反应的实质是 ； ③某同学在实验过程中，意外发现有气泡出现，你认为原因是 。 10．某校兴趣小组同学利用图1装置研究稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的过程，仪器A中溶液慢慢加入烧杯中溶液，用pH和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况，得到图2和图3。      (1)图1烧杯中发生反应的化学方程式为 (2)图1仪器A中物质是 ，由图2判断该反应发生的依据为 。 (3)图3中V的数值最接近 (填“6”“12”或“16”)，图3中温度变化的原因是 。 (4)图4为该反应的微观过程，将反应后的微粒补充完整。 11．用氢氧化钠中和一定量的盐酸时，溶液的pH与加入氢氧化钠的质量关系如图所示。从微观角度看，氢氧化钠与盐酸反应的实质为 （用符号表示）；当加入氢氧化钠mg时，溶液中的溶质为 。当加入ng氢氧化钠时两者恰好完全反应，若改用ng氢氧化钾与相同量的盐酸反应，所得溶液的pH 7（填“>”“<”或“=”）。    12．酸、碱、盐是我们初中化学学习的重要内容，在生活中也有广泛的应用。 (1)某同学欲用10mL98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3）配制9.8%的稀硫酸。 ①完成本实验除了需要量筒、玻璃棒外，还需要用到的玻璃仪器是 ； ②经计算，需要水的体积为 cm3。量取水时，该同学仰视液体凹液面的最低点， 则配制的稀硫酸的质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 (2)如图所示，某同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记了滴加指示剂。为了确定盐酸与氢氧化钠是否恰好完全反应，她从烧杯中取了少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡。观察到酚酞试液不变色。于是她得出“两种物质已恰好完全中和”的结论。 ①她得出的结论正确吗？说出你的理由 。 ②请你再设计一个实验，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和。 （包括实验操作、现象及结论） (3)完全中和溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液16g，需溶质质量分数为4.9%的稀硫酸多少g？ (4)如果用与氢氧化钠等质量的氢氧化钙来中和上述硫酸，反应后溶液的 pH 7（填“大于”、“小于”或“等于”）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A、二氧化碳能够消耗石灰水中的氢氧化钙，从而使氢氧化钙的质量分数变小，溶液的pH减小．故选项错误； B、氧化钙能和水反应生成氢氧化钙，冷却至室温后石灰水仍然是饱和溶液，氢氧化钙的质量分数不变，溶液的pH不变．故选项正确； C、硝酸铜能够消耗石灰水中的氢氧化钙，从而使氢氧化钙的质量分数变小，溶液的pH减小．故选项错误； D、氢氧化钙能和盐酸反应生成氯化钙和水，从而使氢氧化钙的质量分数变小，溶液的pH减小．故选项错误。故选B。 2．B 【详解】滴入无色酚酞不显色的溶液可能为中性，也可能为酸性，所以滴入石蕊后可能为紫色或红色。故选B。 3．D 【详解】A、一段时间后，托盘天平右边下沉，饱和食盐水中有固体析出，故证明烧碱具有吸水性，无法证明烧碱的腐蚀性，故A不符合题意； B、处理酸性废水，用过量的氢氧化钾溶液会使废水变为碱性，而且氢氧化钾的腐蚀性也很强，故B不符合题意； C、浓硫酸溶于水也放热，故无法证明是由中和反应放出的热量，故C不符合题意； D、肥皂泡上升，可验证氢气密度小于空气，故D符合题意。 故选：D。 4．C 【详解】A、氢氧化钠溶液和稀盐酸反应是中和反应，反应后溶液温度升高，说明中和反应放出热量，正确； B、活动性比氢前的金属能从酸中置换出氢气，比氢弱的金属不能从酸中置换出氢气。将铁丝和铜丝分别伸入等浓度的稀盐酸中铁丝表面有气泡产生说明铁比氢活泼，铜丝表面无变化说明氢比铜活泼，则可得出铁的金属活动性比铜强，正确； C、50mL水和50mL酒精混合后的总体积小于100mL是因为分子间有间隔，水分子和酒精分子彼此进入分子的间隔中导致总体积减小，错误； D、向热水中的白磷通入氧气，通氧气前白磷不燃烧，通氧气后白磷燃烧，变量是氧气，可以说明氧气是燃烧需要的条件之一，正确； 故选C。 5．D 【详解】A、原子由质子和中子构成，中子不带电，质子带正电，所以原子核带正电，故选项A正确； B、CO和 CO2元素组成相同，但分子构成不同，所以二者性质不同的原因是分子构成不同。故选项B正确； C、某物质R在 O2中燃烧后生成 CO2和 H2O ，由质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，则R中一定含C、H元素，可能含有氧元素。故选项C正确； D、氢氧化钠固体溶于水放热，将稀盐酸滴入氢氧化钠固体中，并触摸试管底部，无法探究酸碱中和反应是否放出热量，故选项D错误。 故选：D。 6． 放热 B 红 ＞ 酸 ② 【详解】实验方案Ⅰ．根据实验图像可知，加入稀盐酸后温度升高，说明氢氧化钠和稀盐酸发生的反应是放热反应，当温度达到最大值时，说明二者恰好完全反应，即B点，故填：放热；B； 实验方案Ⅱ．氢氧化钠溶液呈碱性，滴加酚酞溶液，酚酞试液显红色；随着盐酸的加入，溶液颜色变浅至无色，是因为氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学反应为： ，故填：红；； 实验方案Ⅲ．①若试纸变蓝色，溶液呈碱性，说明溶液pH＞7； ③若试纸变红色，pH＜7，说明溶液呈酸性； 氢氧化钠和稀盐酸混合恰好完全反应生成氯化钠和水，氯化钠溶液呈中性，即实验现象②能证明氢氧化钠和稀盐酸混合恰好完全反应。 故填：＞；酸；②。 7．B 【详解】A、红磷的量不足，不能完全消耗装置中的氧气，测得空气中氧气的体积分数偏小，错误。 B、硝酸铵溶于水温度降低，容器内的压强降低，所以在大气压的作用下，a管内液面升高，b管液面降低，正确。 C、滴入浓硫酸后，浓硫酸溶于水放出热量，同时硫酸和氢氧化钠反应产生硫酸钠和水，也会放出热量，瓶内压强增大，气球变大，无法证明是否反应放热，错误。 D、紫色石蕊试液中通入二氧化碳，二氧化碳和水反应产生碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红，不能说明二氧化碳显酸性，错误。 故选：B。 8．C 【详解】A、向稀盐酸溶液中不断加水稀释，溶液的酸性减弱，溶液始终显酸性，pH不可能大于或等于7，故选项图像不正确； B、一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，固体质量逐渐减少，但不会减少到0，故选项图像不正确； C、碳酸钙和盐酸反应生成了二氧化碳、水和氯化钙，随着反应的进行，二氧化碳的质量不断增加，碳酸钙完全反应后，二氧化碳的质量保持不变，故选项图像正确； D、红磷燃烧放热，气压增大，完全反应后氧气消耗、温度冷却到室温，气压减小至小于原气压，故选项图像不正确。 故选C。 9．(1)Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O (2) 氢氧化钠溶液 氢氧化钠和盐酸反应放热 NaOH + HCl=NaCl + H2O 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子 氢氧化钠变质生成了碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应生成了二氧化碳气体 【详解】（1）氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种氧化物，根据质量守恒定律，该反应物为水，反应的化学方程式为Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O，故填：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O； （2）①图像中pH的变化是从小于7逐渐增大到7，最后大于7，可知原溶液显酸性，然后不断的加入碱性溶液，使pH增大，说明是把氢氧化钠溶液滴加到稀盐酸中；实验过程中，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，溶液温度升高的原因是氢氧化钠和盐酸反应放热，故填：氢氧化钠溶液；氢氧化钠和盐酸反应放热； ②氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式为NaOH + HCl=NaCl + H2O；稀盐酸和NaOH溶液反应的实质是盐酸中的氢离子和氢氧化钠中的氢氧根离子结合成水分子，故填：NaOH + HCl=NaCl + H2O；氢离子和氢氧根离子结合生成水分子； ③某同学在实验过程中，意外发现有气泡出现，原因是：氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应而变质生成了碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应生成了二氧化碳气体，故填：氢氧化钠变质生成了碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应生成了二氧化碳气体。 10．(1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O (2) 稀硫酸 开始时溶液的pH＞7，因此烧杯中的溶液为氢氧化钠，则A中物质是稀硫酸 (3) 12 氢氧化钠与硫酸反应放热，使溶液温度升高 (4)   【详解】（1）图1烧杯中氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，故填：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O； （2）由图像可知，开始时溶液pH大于7，逐渐减小到7，最后小于7，可知原溶液显碱性，然后不断的加入酸性溶液，使pH减小，说明是把稀硫酸滴加到氢氧化钠溶液中，图1仪器A中物质是稀硫酸，故填：稀硫酸；开始时溶液的pH＞7，因此烧杯中的溶液为氢氧化钠，则A中物质是稀硫酸； （3）图3中V时放出的热量最多，此时恰好完全反应，溶液的pH=7，则图3中V的数值最接近12；图3中温度变化的原因是氢氧化钠与硫酸反应放热，使溶液温度升高，故填：12；氢氧化钠与硫酸反应放热，使溶液温度升高； （4）氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，钠离子和硫酸根离子没有参与反应，则图为：  。 11． HCl、NaCl ＜ 【详解】氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，从微观角度看，反应实质是盐酸中的氢离子与氢氧化钠中的氢氧根离子结合生成水分子；当加入氢氧化钠mg时，溶液的pH小于7，溶液呈酸性，所以盐酸有剩余，溶液中溶质含有生成的氯化钠和剩余的氯化氢；由反应的质量关系、可知，与相同量的盐酸反应，需用的氢氧化钾质量更多，当氢氧化钠的质量为ng时，pH等于7，说明此时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应，而若改用ng氢氧化钾与相同量的盐酸反应，则氢氧化钾的量不足，盐酸会有剩余，溶液呈酸性，所得溶液的pH小于7，故填：；HCl、NaCl；＜。 12．(1) 烧杯、胶头滴管 165.6 偏小 (2) 不正确，酸过量时溶液呈酸性，也不能使酚酞变色 取一张pH试纸放在擦干的玻璃片上，用擦干的玻璃棒蘸取上述溶液滴在pH 试纸上，将改变的颜色与标准比色卡对比，读出pH，若pH=7，则恰好完全反应 (3)设需要质量分数为 4.9%的稀硫酸质量为 x 答：需溶质质量分数为4.9%的稀硫酸20g。 (4)大于 【详解】（1）①用浓硫酸稀释成稀硫酸需要用到的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管等，故填：烧杯、胶头滴管； ②设需要水的质量为x，则10mL×1.84g/cm3×98%=(10mL×1.84g/cm3+x)×9.8%，得x=165.6g，需要水的体积为165.6g÷1g/cm3=165.6cm3；仰视读数，读数偏小，实际所取水的体积会大于165.6mL，溶剂量偏大而使所得溶液的溶质质量分数偏小，故填：165.6；偏小； （2） ①向试管中滴加几滴无色酚酞试液不变色，酚酞试液在酸性和中性溶液中均为无色，所以无法判断是否恰好完全反应，故填：不正确，酸过量时溶液呈酸性，也不能使酚酞变色； ②氢氧化钠和盐酸恰好完全反应时，溶液的pH等于7，所以可以通过测定溶液的pH判断是否恰好完全反应，取一张pH试纸放在擦干的玻璃片上，用擦干的玻璃棒蘸取上述溶液滴在pH试纸上，将改变的颜色与标准比色卡对比，读出pH，若pH=7，则恰好完全反应，故填：取一张pH试纸放在擦干的玻璃片上，用擦干的玻璃棒蘸取上述溶液滴在pH 试纸上，将改变的颜色与标准比色卡对比，读出pH，若pH=7，则恰好完全反应； （3）见答案； （4）氢氧化钠与硫酸反应的质量关系为：，氢氧化钙与硫酸反应的质量关系为，由上述质量关系可知，中和等质量的硫酸，需要的氢氧化钙少，因此如果用与氢氧化钠等质量的氢氧化钙来中和上述硫酸，氢氧化钙过量，溶液显碱性，pH＞7，故填：大于。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$