专题13 酸碱中和及反应后溶质种类探究实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸(浙教版)
2025-05-08
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内容正文:
专题13 酸碱中和及反应后溶质种类探究实验
一、酸碱中和反应实验核心原理
1、反应实质:酸中的H+与碱中的OH-结合生成水(H⁺ + OH⁻ = H₂O),同时酸根离子与金属离子结合生成盐。
2、指示剂选择依据
酚酞溶液:在碱性溶液中显红色,中性或酸性条件下无色,便于观察反应终点(如NaOH与HCl反应时,红色褪去表明完全中和)。
pH传感器:通过监测溶液pH值变化(如从碱性→中性→酸性)判断反应进程。
3、实验关键操作
使用滴定管精确控制酸/碱的滴加量,通过终点判断(如酚酞褪色)确保反应完全。
搅拌溶液使反应物充分接触,避免局部过量。
二、反应后溶质种类的判断方法
1、完全反应条件
当酸与碱的物质的量按化学计量比恰好反应时,溶液中溶质仅有生成的盐(如NaOH + HCl = NaCl + H₂O)。
2、溶质成分分析:
酸过量:溶质为盐+剩余酸(如HCl和NaCl)。
碱过量:溶质为盐+剩余碱(如NaOH和NaCl)。
3、验证实验设计
检测H+:加入活泼金属(如铁粉,产生气泡)、碳酸盐(如CaCO₃,产生气体)或pH试纸显酸性。
检测OH-:加入CuSO₄溶液(生成蓝色沉淀)或pH试纸显碱性。
三、中考实验高频考点与注意事项
1、误差分析
终点判断过早或过晚(如酚酞褪色后未静置观察)影响结果准确性。
2、实际应用联系
如用熟石灰改良酸性土壤(酸碱中和)、Al(OH)₃治疗胃酸过多等。
四、典型实验操作流程(以NaOH与HCl反应为例)
1、向NaOH溶液中滴加酚酞→显红色。
2、缓慢滴加稀HCl,搅拌至红色恰好褪去。
3、此时溶液pH=7,溶质为NaCl;若HCl过量,pH<7,溶质为NaCl和HCl
一、高频考点与题型总结
1、反应终点判断
指示剂选择:酚酞(碱性→中性时褪色)或pH传感器(监测pH曲线变化)是常见考点。
例:若用盐酸滴定氢氧化钠,酚酞由红变无色即为终点。
图像分析:pH随试剂加入的变化曲线(如从碱性→中性→酸性)需明确转折点对应的反应完全状态。
2、溶质成分分析
完全反应:溶质仅为盐(如NaOH+HCl→NaCl)。
过量判断:
酸过量:溶质为盐+剩余酸(需用活泼金属、碳酸盐验证H+)。
碱过量:溶质为盐+剩余碱(需用CuSO₄、FeCl₃验证OH⁻)。
真题示例:向盐酸与CaCl₂混合液中滴加Na₂CO₃溶液,沉淀出现前有气泡,说明溶质含HCl。
3、实验设计与验证
验证H+:加入铁粉(气泡)、CaCO₃(气体)、pH试纸(酸性)。
验证OH⁻:加入CuSO₄(蓝色沉淀)、酚酞(变红)。
易错点:避免选择与溶液中已有离子干扰的试剂(如Cl⁻存在时不用AgNO₃检测H+)。
4、图像题解题技巧
沉淀/气体量曲线:如向混合酸中滴加碳酸钠,先与H+反应(气泡),后与Ca²+反应(沉淀)。
pH变化曲线:判断初始溶液酸碱性及试剂滴加顺序(如碱入酸或酸入碱)。
二、答题策略与关键点
1、审题关键
明确试剂滴加顺序(如酸入碱或碱入酸),影响溶质成分判断。
关注实验现象与试剂的对应关系(如沉淀出现顺序反映反应优先级)。
2、分阶段分析反应
例:向NaOH与CO₂反应后的溶液中滴加盐酸:
① 先与过量NaOH反应(无气泡);
② 再与Na₂CO₃反应(产生气体)。
3、定量计算关联
利用质量守恒分析反应物比例,如通过生成气体/沉淀量计算溶质含量。
4、常见错误规避
忽略溶液温度变化(中和反应放热);
误判pH=7为完全反应(可能因过量酸/碱被稀释导致中性)。
1.(2025·台州模拟) 物质的结构决定物质的性质。无色酚酞遇碱会变红色,这是因为当环境的pH大于或等于8.2,酚酞分子的结构会发生改变。若分别用A、B表示酚酞在不同酸碱度环境中的结构,可建构如图1的模型。
请你举一事实,证明图1模型中箭头②是成立的。 。
某同学在实验时,将无色酚酞试液滴入少量浓的氢氧化钠溶液,发现溶液变红色后,又褪为无色。溶液为什么会褪为无色?
该同学从微观角度分析氢氧化钠溶液的构成,建立了以下两个猜想:①可能是溶液中的 浓度太大导致;②可能是溶液中的 浓度太大导致的。
为验证猜想,该同学取一定量的浓 溶液于试管中,滴入几滴酚酞试液后,溶液也是先变红后褪色,从而否定了猜想①。
查阅资料获知,酚酞试液在pH>10的环境中,酚酞分子的结构会再次发生变化。若用C表示其在pH>10环境中的结构,建立了如图2所示的新模型。为确定新模型中,结构C能否再转化为结构B,该同学再次实验,将酚酞试液滴入浓氢氧化钠溶液,待溶液变红又褪为无色后,再加入足量蒸馏水使pH<10,发现溶液仍为无色。据此,请你用合适的箭头表示出结构B与结构C之间的转换关系,补充完整图2模型。
【答案】往滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加盐酸,溶液由红色变为无色;OH-;氯化钠
【解析】(1)向滴有酚酞试液且显红色(pH≥8.2)的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,会观察到溶液由红色逐渐变为无色,证明了图 1 模型中箭头②是成立的 。
(2)氢氧化钠溶液由钠离子和氢氧根离子构成,已知猜想①是关于浓度,那么从离子角度分析,猜想②应是关于OH-浓度。
(3)氯化钠 。氯化钠溶液中含有钠离子,且呈中性,向其中滴入酚酞试液,若出现先变红后褪色现象,就可否定是浓度太大导致酚酞褪色的猜想。
2.(2024·东阳模拟)通过证明反应物的减少、生成物的产生或观察反应发生的特殊现象都能证明化学反应的发生.酸与碱反应会生成水,并会放出热量.应该怎样利用水的生成或反应放热的现象来证明酸碱发生了化学反应呢?
查阅资料:I.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色.
Ⅱ.无水醋酸与氢氧化钠固体反应生成醋酸钠和水.
研习小组选用了氢氧化钠固体和无水醋酸进行实验,方案设计如图甲乙丙所示.
交流反思:
(1)设计甲乙实验的目的是什么? :
(2)用双手紧紧捂住广口瓶外壁,若气密性良好,则U型管中液面出现的现象是 ;
(3)结合方案设计,证明无水醋酸与氢氧化钠固体发生反应的证据是 ;
(4)进行丙所示实验时,发现U型管内液面出现左低右高,小东认为氢氧化钠固体和醋酸反应放热.小东的观点不合理,理由是 .
【答案】(1)形成对照,排除反应物中存在水对实验造成干扰
(2)液面左低右高并保持不变(液面出现高度差并保持不变)
(3)甲乙装置中硅胶不变色,丙装置中硅胶变红色
(4)因为反应有水生成,氢氧化钠固体溶于水也会放热,对实验造成干扰
【解析】(1)设计甲乙实验的目的是形成对照,设计对照实验,排除反应物中存在水对实验造成干扰
(2)无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水,有水生成,变色硅胶可以吸水,由蓝色变为红色。即甲乙装置中硅胶不变色,丙装置中硅胶变红色.
(3)因为反应有水生成,氢氧化钠固体溶解于水的过程也会放热,造成内部温度升高。
3.(2024·温岭模拟)绣球花是一种有趣的植物,花瓣中含有一种叫飞燕草素的色素,能使花瓣的颜色在蓝色和红色之间相互转化。飞燕草素与从土壤中吸收的铝离子结合,呈现蓝色,但土壤中铝离子含量会受土壤酸碱性影响,在酸性土壤中自由移动的铝离子较多。当土壤pH为4.5~6时,飞燕草素与大量的铝离子结合,使绣球花的蓝色最“艳丽”。在弱碱性土壤中因自由移动的铝离子不足,飞燕草素呈现红色。
(1)当绣球花的蓝色最“艳丽”时,此时的土壤最适合种植下表中的 。
表:常见植物最适宜的土壤酸碱度
植物名称
适宜pH范围
植物名称
适宜pH范围
石竹
7.0~8.0
菠萝
4.4~6.0
君子兰
6.7~7.0
桃树
6.0~8.0
(2)氢氧化钙常被作为绣球花的调红剂,若和调节土壤酸碱性的草木灰(主要成分为碳酸钾)同时施用,会导致土壤碱性过强,从而使调红效果变差,其原因是 。(用化学方程式表示)
(3)若想绣球花从红色变成“艳丽”的蓝色,可在土壤中添加( )。
A.水 B.醋酸 C.浓硫酸 D.氢氧化钠
【答案】(1)菠萝(2)(3)B
【解析】(1)由题中信息可知,当绣球花的颜色最艳丽时,土壤pH为4.5~6,所以此时适宜种植耐酸性植物,而石竹的适宜PH范围是7.0~8.0,君子兰是6.7~7.0,菠萝是4.4~6.0,桃树是6.0~8.0,所以此时的土壤最适合种植菠萝。
(2) 在弱碱性土壤中因自由移动的铝离子不足,飞燕草素呈现红色。 而作为绣球花的调红剂,氢氧化钙在和草木灰同时使用时,氢氧化钙和草木灰中的碳酸钙反应生成氢氧化钾,碱性增强。反应方程式为:Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH
(3)若想花绣球从红色变成蓝色,需要土壤从弱碱性变为酸性,而改善土壤为酸性的,一般通过增施有机肥或者将清水稀释后的食醋加入土壤中,因此B正确,ACD错误
4.(2024·玉环模拟)酸碱反应是初中阶段重要的一类反应,同学们开展了项目式学习。
任务一:探究酸碱反应中pH的变化。小明取三份相同体积相同浓度的氢氧化钠溶液,分别滴入两滴无色酚酞溶液,再以相同的速度同时滴加不同浓度的盐酸,已知盐酸浓度a>b>c,得到溶液的pH随时间变化的曲线如图1。
(1)小明的实验目的是探究 。
任务二:从能量变化角度探究酸和碱的反应。小明测量盐酸与氢氧化钠溶液反应过程中温度的变化,观察到溶液温度升高,因此,得出两者能反应的结论。小柯认为此结论不够严谨,为此他在室温下设计了以下实验:
①10mL、20%的盐酸与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
②10mL、20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
③10mL、20%的盐酸与10mL、20%的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化。
用数字化实验技术测得3个实验中溶液温度随时间变化的关系如图2所示。
(2)小柯做出上述设计基于的假设是 。
任务三:探究氢氧化钠与盐酸反应的实质。
【查阅资料】相同状况下,溶液中离子浓度越大,导电性越强,电导率越大。用电导率传感器测得向氢氧化钠溶液中滴加浓盐酸的电导率变化情况如图3所示。
(3)如图4表示氢氧化钠溶液与浓盐酸反应过程中,溶液中微观粒子的变化情况,按时间先后排列的顺序为 (填字母)。
【答案】(1)在酸碱反应中,酸的浓度对反应速率的影响
(2)氢氧化钠溶液和盐酸溶液在稀释时会放出热量
(3)①③②④
【解析】 (1)小明所做实验变量为盐酸的浓度,由此可知其目的是探究在酸碱反应中,酸的浓度对反应速率的影响 。
(2)小柯利用反应时溶液温度的变化进行验证,是基于氢氧化钠溶液和盐酸溶液在稀释时会放出热量 。
(3) 氢氧化钠溶液与浓盐酸反应过程中, 反应前溶液为钠离子和氢氧根离子,随着盐酸的加入,氢离子和氢氧根离子减少,形成水分子,恰好完全反应时溶液中只有钠离子、氯离子和水分子,然后盐酸过量,溶液中又增加了氢离子和氯离子,反应过程为 ①③②④ 。
5.(2024·绍兴会模拟)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。在探究酸碱中和反应实验时,小组同学做了以下实验:
(1)向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。组内两位同学分别从反应物的消失和生成物产生的角度获取反应发生的证据。
① 小敏同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量(图甲),溶液由红色变成无色, 证明 , 可判断 Ca(OH)2与HCl发生了反应;
② 小科同学将氢氧化钙溶液与稀盐酸混合(图乙),然后检验了混合液中含有Ca2+和Cl-,她据此认为Ca(OH)2与HCl发生了反应, 且生成了CaCl2。请你对小科的结论作出评价: 。
(2)向 NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图丙所示(溶液体积、温度的变化可忽略)。
① 分析 A→B段变化,其他条件相同,导电能力:
OH- Cl-; (选填“>”、“<”或“=”)
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与 有关。
【答案】(1)氢氧化钙(或OH-)消失了;不正确,氢氧化钙溶液和盐酸混合后即使不反应也会存在钙离子和氯离子(2)>;离子的浓度(或溶质浓度)
【解析】(1)因为酚酞遇碱性物质变红色,所以滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液先红色, ① 小敏同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量(图甲),溶液由红色变成无色, 证明 氢氧化钙(或OH-)消失了 , 可判断 Ca(OH)2与HCl发生了反应;
② 小科同学将氢氧化钙溶液与稀盐酸混合(图乙),然后检验了混合液中含有Ca2+和Cl-,她据此认为Ca(OH)2与HCl发生了反应, 且生成了CaCl2。请你对小科的结论作出评价:
(2) ②不正确,氢氧化钙溶液和盐酸混合后即使不反应也会存在钙离子和氯离子 ,此反应的本质是氢离子和氢氧根离子反应生成了水;
(2)① 分析 A→B段变化,其他条件相同,导电能力:OH->Cl-; 因为氢离子和氢氧根离子反应生成了水,但是溶液中多了氯离子,此时导电能力下降了;
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与 ② 离子的浓度(或溶质浓度) 有关。从题图中可以看出B点是 NaOH稀溶液与HCl气体完全反应的点,之后继续通入HCl气体,溶液中HCl的质量增加;
6.(2024·浙江模拟)某同学将稀盐酸逐滴加入到氢氧化钡溶液中(如图甲),无明显现象。为确定反应后溶液中溶质组成,他进行以下实验探究:
【建立猜想】猜想①:氢氧化钡过量;猜想②:盐酸过量;猜想③:两者恰好完全反应。
【实验设计】
方案一:取少量反应后溶液于试管1中,滴入少量无色酚酞,溶液不变色,得出猜想①不成立。
方案二:用表中步骤进行探究,得出猜想②成立:
步骤
实验操作
实验现象
Ⅰ
重新取样,滴加少量紫色石蕊试剂
变红
Ⅱ
继续滴加过量的Na2CO3的溶液
先产生气泡,后产生白色沉淀,溶液由红色变蓝色
(1)如图乙描述的是氢氧化钡与盐酸反应的微观过程,请从微观角度分析反应的实质是 。
(2)根据实验结果分析可知图甲中反应后溶液中溶质组成是 。
(3)他的同学认为方案二中步骤Ⅱ多余,你认为他的同学的理由是: 。
(4)【拓展探究】相同条件下,离子浓度越大,电导率越大。他将某Ba(OH)2溶液平均分成两份置于两个烧杯中并插入电导率传感器(如丙图1),往其中一份滴加稀硫酸,往另一份滴加盐酸溶液,测得溶液的电导率变化(如丙图2)所示。结合材料信息和所学知识分析:曲线 (选填“甲”或“乙”)对应氢氧化钡与硫酸反应。
【答案】(1)氢离子与氢氧根离子结合成水分子
(2)BaCl2、HCl
(3)步骤I中石蕊变红已可以确定溶液中盐酸过量
(4)甲
【解析】(1) 如图乙描述的是氢氧化钡与盐酸反应的微观过程,请从微观角度分析反应的实质是 氢离子与氢氧根离子结合成水分子 ;
(2)实验现象中变红色,说明稀盐酸过量,所有存在的溶质是 BaCl2、HCl ;
(3) 他的同学认为方案二中步骤Ⅱ多余,你认为他的同学的理由是: 步骤I中石蕊变红已可以确定溶液中盐酸过量 ,因为酸能使紫色石蕊试剂变红的;
(4)相同条件下,离子浓度越大,电导率越大。他将某Ba(OH)2溶液平均分成两份置于两个烧杯中并插入电导率传感器(如丙图1),往其中一份滴加稀硫酸,往另一份滴加盐酸溶液,测得溶液的电导率变化(如丙图2)所示。结合材料信息和所学知识分析:曲线甲对应氢氧化钡与硫酸反应,因为硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,当恰好完全反应是电导为0 。
7.(2024九下·临安模拟)小明做实验时发现:将氢氧化钠溶液滴入氯化铁溶液时没有任何现象,而同桌小红将二者混合却得到了红褐色沉淀,询问过后发现,小红是将氯化铁溶液滴入氢氧化钠溶液进行反应的.
经他检验:氯化铁溶液呈酸性.
图甲:未产生红褐色沉淀 图乙:产生红褐色沉淀 图丙:产生红褐色沉淀但很快消失
(1)经过认真思考,小明认为自己所做实验“失败”的原因是:氯化铁溶液呈酸性,即溶液中含有一些 ,而氢氧化钠溶液采用的是滴加,一滴溶液中所含溶质氢氧化钠很少,一经混合很快被中 和了,因此没有与反应也就不会产生沉淀.
(2)若小明的想法正确,那么如果他在氯化铁溶液中不断的滴加氢氧化钠溶液,请预测实验现象:
(3)小红再次将氯化铁溶液加入氢氧化钠溶液,发现刚开始是产生了红褐色沉淀,可是很快就消失了,经过仔细检查发现误将氢氧化钙饱和溶液当成氢氧化钠溶液进行实验了.请解释此现象的原因: .
【答案】(1)氢离子
(2)滴加一段时间后出现红褐色沉淀
(3)氢氧化钙溶解度小,溶液中氢氧根少,刚开始很少的氢氧根与铁离子反应产生红褐色沉淀,后来滴加更多的氯化铁溶液, 氯化铁溶液呈酸性,和沉淀反应,导致沉淀消失。
【解析】(1) 氯化铁溶液呈酸性,酸性溶液和氢氧化铁反应,导致沉淀无法产生;
(2)氢氧根消耗氢离子,氢氧根过量时,氢氧根与铁离子产生氢氧化铁沉淀;
(3)氢氧化钙溶解度小,溶液中氢氧根少,氯化铁中含有氢离子,导致沉淀产生后马上消失。
8.(2024·嘉兴模拟)化学变化中常伴随着能量的变化,酸与碱的反应是对外放热还是吸热呢?兴趣小组用如图所示装置开展了以下探究。
组别
1
2
3
4
初温/℃
22.4
22.5
22.5
22.4
末温/℃
25.0
25.2
23.2
25.1
温差/℃
2.6
2.7
0.7
2.7
【建立假设】酸与碱的反应对外放热。
【实验过程】
①用量筒量取10%的稀盐酸和10%的氢氧化钠溶液各20mL;
②用温度计测量混合前溶液的初温并记录;
③将稀盐酸和氢氧化钠溶液加入如图装置的小烧杯中;
④迅速盖上杯盖后上下移动玻璃搅拌器,充分反应后测量混合液温度并记录。
装置中碎泡沫塑料的作用是 。
【数据处理】第3组数据温差明显偏小,你认为可能是由于 (写出1点即可)。
【实验结论】酸与碱的反应对外放热。
【实验反思】有同学认为该实验结论不够可靠,兴趣小组接下来的操作应是 。
【答案】【实验过程】隔热,减少反应的热散失;【数据处理】可能是没有待酸和碱充分反应就对温度计读数(或没有待温度计液面稳定就读数)(合理均可);【实验反思】换不同的酸和碱重复以上实验(换不同浓度的稀盐酸和氢氧化钠溶液重复以上实验)
【解析】(1)作为测量中和热的装置,至少需要测量温度的仪器温度计,且其保温隔热的效果一定要好,因此在烧杯间填满碎泡沫塑料以利于保温隔热,减少热量损失;
(2) 第3组数据温差明显偏小可能是可能是没有待酸和碱充分反应就对温度计读数。
(3)为了防止实验结果具有偶然性,要换不同的酸和碱重复以上实验 。
9.(2022·鹿城模拟)为探究”稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图1连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴入另一种初温相同的溶液,同时用玻璃棒搅拌、pH数字采集器采集数据、计算机显示数据和曲线(如图2),横轴表示时间,左边纵轴表示pH,右边纵轴表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题。
(1)该实验还需要的测量仪器是 。
(2)50秒时烧杯中溶液含有的溶质是 。
(3)烧杯中溶液温度变化的原因是 。
【答案】(1)温度计(2)NaCl、NaOH
(3)氢氧化钠与盐酸的反应是放热反应,溶液温度升高,反应停止后与空气进行热传递,温度又下降
【解析】(2)氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水。50秒时烧杯中溶液的pH大于7,溶液呈碱性,此时氢氧化钠过量,溶液中的溶质为NaCl和NaOH。
10.(2022·舟山模拟)某班同学在课堂内围绕“如何判断稀盐酸、氢氧化钠溶液发生了化学反应?”,展开探究。 同学们进行了以下三个实验,并用温度传感器测定实验过程中温度变化情况,得到了如下图所示的三条曲线。
实验1:50mL稀盐酸与50mL氢氧化钠溶液混合(曲线a);
实验2:50mL稀盐酸与50mL蒸馏水混合(曲线b);
实验3:50mL氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合(曲线c)。
目的分析:增加实验2、实验3是通过对比实验,排除 对实验结果的影响。对比三条曲线,小金得到如下结论:①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应。②酸碱反应是放热反应。
其他同学认为,结论②不严谨,他们的理由是 。
【答案】NaOH与HCl加水稀释时温度的变化;只进行了一组实验,没有避免偶然性的发生,不能得出普遍规律
【解析】 增加实验2、实验3是通过对比实验,排除NaOH与HCl加水稀释时温度的变化对实验结果的影响,对比三条曲线可得出氢氧化钠与盐酸反应且放出热量。因实验2、3只进行了一组实验,没有避免偶然性的发生,不能得出普遍规律 ,所以结论不严谨。
11.(2021·丽水)为探究“稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图甲连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴人另一种初温相同的溶液、同时用玻璃棒搅拌、数字采集器和计算机实时显示数据和曲线(如图乙):横坐标表示时间,左边纵坐标表示pH,右边纵坐标表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题:
(1)胶头滴管中的试剂是 ,150秒时烧杯中溶液含有的溶质是 ;
(2)烧杯中溶液的温度升高的原因是 。
【答案】(1)稀盐酸;NaCl和HCl
(2)盐酸与氢氧化钠反应放出热量,溶液温度逐渐上升,完全反应时,溶液温度升到最高
【解析】(1)由图示可知,该反应是向氢氧化钠溶液中加入稀盐酸,胶头滴管中液体为稀盐酸,150秒时烧杯中溶液pH小于7,则含有的溶质是 NaCl和HCl ;
(2) 盐酸与氢氧化钠反应放出热量,烧杯内溶液温度逐渐上升,完全反应时,溶液温度升到最高 ;
12.(2021·余姚模拟)某兴趣小组在进行酸碱反应的实验时,先向烧杯中加入适量稀盐酸,并滴加几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀氢氧化钠溶液,并不断搅拌,一会儿后停止滴加氢氧化钠溶液,观察到烧杯中溶液为无色。同学们对反应后的溶液M的成分进行如下探究:
[猜想假设]猜想Ⅰ:氢氧化钠与盐酸恰好完全中和,溶液M呈中性。猜想Ⅱ: 。
[实验探究]
⑴为了验证自己的猜想,小科设计了实验方案一:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加紫色石蕊溶液
溶液显紫色
猜想Ⅰ正确
⑵小思设计了实验方案二:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸
产生白色沉淀
猜想Ⅱ正确
[分析评价]同学们对小思的实验方案进行了分析,认为他的实验结论不正确。如果猜想Ⅰ正确,按照方案二的实验操作,也会生成白色沉淀,此时发生反应的化学方程式为 。
[再次探究]
如果要验证猜想Ⅱ正确,可以设计实验方案三:取少量溶液M于试管中。然后分别加入下列物质进行实验,能观察到明显现象并得出正确结论的是 (填序号)。
①锌粒;②铜丝;③二氧化碳;④氧化铁;⑤氢氧化钾;⑥硫酸铜:⑦碳酸钙;⑧硝酸铵
【答案】稀盐酸过量,溶液显酸性;NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3;①④⑤⑦
【解析】 [猜想假设] 酚酞溶液呈无色,则可能是氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,也可能是盐酸有剩余,则猜想Ⅱ为稀盐酸过量,溶液显酸性;
[分析评价] 氯化钠与盐酸都会与硝酸银反应产生氯化银沉淀,氯化钠与硝酸银反应的方程式为 NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3 ;
[再次探究] ①锌粒与盐酸反应产生氢气,可以得出结论;②铜丝与盐酸不反应,不可以得出结论;③二氧化碳与盐酸不反应,不可以得出结论;④氧化铁可与盐酸反应,使固体溶解,可以得出结论;⑤因溶液中有酚酞,氢氧化钾溶液能使酚酞变红,氢氧化钾与盐酸反应,会使碱性消失,所以开始无红色现象,可以得出结论;⑥硫酸铜不与盐酸反应,不可以得出结论;⑦碳酸钙与盐酸反应可产生二氧化碳气体,可以得出结论;⑧硝酸铵不与盐酸反应,不可以得出结论;
13.(2019·金华)某兴趣小组对氢氧化钡溶液和稀盐酸混合后是否发生了化学反应展开了系列实验。
【实验操作】
用试管取6毫升氢氧化钡溶液,往试管中加入6毫升稀盐酸,等分成两份。
【实验证明】
(1)往其中一份混合液中滴入几滴酚酞试液,发现溶液呈无色。说明溶液中不存在的离子是 ,证明两者发生了反应。
(2)【继续探究】能否再设计一个实验证明盐酸中H+参加了反应?于是往混合液中滴入石蕊试液,发现变红色,溶液呈酸性,这不能证明盐酸中H+参加了反应。讨论后,形成了新的对照实验方案,将步骤补充完整:
①往盛有另一份混合液的试管中,加入足量的镁片;
② ,加入等量的镁片。
(3)证明原混合液的盐酸中H+参加了反应的现象是 。
(4)【微观解释】从微观上分析:氢氧化钡溶液和稀盐酸反应的实质是 。
【答案】(1)OH-
(2)另用试管取3毫升相同质量分数的稀盐酸和3毫升水混合(或另用试管取3毫升相同的稀盐酸)
(3)第①步产生的气体比第②步慢(或少)
(4)H+和OH-结合生成H2O
【解析】(1)无色酚酞遇碱变红色,在中性和酸性环境中为无色,滴加酚酞溶液不变色,则说明溶液不是碱性,即没有氢氧根离子;
(2)为了控制变量,要保证两支试管中的溶液总体积相同,且形成对照,则 ② 中加入相同体积的盐酸3mL,然后加入3mL蒸馏水即可;
(3) 证明原混合液的盐酸中H+参加了反应 ,则 第①步中的H+比 第②步溶液中H+少,而镁与H+反应能够产生氢气,H+越少则产生氢气会较慢或者较少;
(4) BaCl2是可溶性盐,即在溶液中以离子的形式存在;所以其实质是H+与OH-生成水的过程;
14.(2025九上·诸暨期末)氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象,它们是否发生了反应呢?某科学兴趣小组设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量稀盐酸的烧杯中放置pH传感器和温度传感器,然后开启电磁搅拌器,从滴定管中逐滴加入氢氧化钠溶液;计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
(1)下列关于图乙、图丙的说法正确的是____(填字母)。
A.图乙a点的溶液滴加无色酚酞试液变红色
B.图乙中 c 点表示的溶液中 Na+个数大于 Cl-个数
C.图丙中d点的溶液,滴加适量碳酸钠溶液会产生气泡
(2)由图丙可知,该反应为 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(3)图丁是图甲中氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后相关变化的微观示意图,则反应后的“●”表示的微粒是 (填微粒符号)。
【答案】(1)B;C(2)放热(3)H2O
【解析】(1)A、a点pH小于7,呈酸性,酚酞仍为无色,故A错误;
B、c点pH大于7,说明溶液呈碱性,氢氧化钠过量溶质为氢氧化钠和氯化钠,钠离子个数大于氯离子个数,故B正确;
C、图丙中d点溶质为稀盐酸和氯化钠,滴加稀盐酸,碳酸钠和稀盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳气体,故C正确。
故答案为:BC。
(2)反应时溶液温度逐渐升高,可知反应为放热反应。
(3) ● 反应后才出现,说明是新生成的物质,稀盐酸和氢氧化钠反应的本质是氢离子和氢氧根离子反应生成水,可知 ● 是水,即。
15.(2025九上·滨江期末)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。两位同学欲获取反应发生的证据。
(1)甲同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量,观察到 ,可判断与发生了反应。
(2)乙同学向稀溶液中缓缓通入气体,如图a所示。测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图b(溶液体积、温度的变化可忽略)。
①分析A→B段变化,其他条件相同,导电能力: (选填“>”、“<”或“=”)。
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与 有关。
【答案】(1)溶液由红色变成无色
(2)>;离子浓度
【解析】(1)氢氧化钙溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,则向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量,观察到溶液由红色变成无色,证明溶液中的氢氧化钙消失了,则可判断Ca(OH)2与HCl发生了反应;
(2)①氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O,溶液体积、温度的变化可忽略,则相当于相同数目的氢氧根离子替换为氯离子,A→B段导电能力下降,则其他条件相同,导电能力:OH->Cl-;
②BC段盐酸和氢氧化钠反应完后,继续通入氯化氢气体,氯化氢溶于水解离出氢离子和氯离子且不再发生反应,溶液中离子数目增加了,但溶液的体积不变,所以BC段导电能力增加,说明溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与离子浓度(或离子数量或溶液浓度)。
(1)氢氧化钙溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,则向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量,观察到溶液由红色变成无色,证明溶液中的氢氧化钙消失了,则可判断Ca(OH)2与HCl发生了反应;
(2)①氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O,溶液体积、温度的变化可忽略,则相当于相同数目的氢氧根离子替换为氯离子,A→B段导电能力下降,则其他条件相同,导电能力:OH->Cl-;
②BC段盐酸和氢氧化钠反应完后,继续通入氯化氢气体,氯化氢溶于水解离出氢离子和氯离子且不再发生反应,溶液中离子数目增加了,但溶液的体积不变,所以BC段导电能力增加,说明溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与离子浓度(或离子数量或溶液浓度)。
16.(2024九上·黄岩竞赛)同学们围绕“酸和碱的反应”,做了如图所示的两个实验。
(1) 如图一,向 FeCl3溶液中先滴入 NaOH溶液,再继续滴加稀HCl至过量,则此过程中可观察到的实验现象是 。
(2)溶液的导电性强弱反映了离子浓度的大小。往NaOH 溶液中逐滴加入稀HCl,这个过程的电导率测定结果如图二,图中OB段曲线下降的原因是 。
(3)内了进一步寻找酸和碱发生反应的证据,同学们对实验过程中溶液的温度进行实时测定,其中A为温度最高值,B点为电导率最低值(如图二) 。请结合图中实验情况,对A、B所对应的时间没有完全重合做出合理的解释: 。
【答案】(1)先产生褐色沉淀,黄色溶液变成无色,后沉淀溶解,溶液由无色变成黄色。
(2)溶液中氢离子与氢氧根结合成水溶液中离子浓度降低其电导率降低,曲线下降。
(3)相同条件下,温度对电导率的影响大于离子浓度对电导率的影响,因此A点后继续加入酸,虽然溶液中离子的浓度增大,但是溶液温度降低,电导率继续下降,直至B点。B点之后,溶液中离子浓度增大。速率变大大于温度降低造成的影响,导电率持续增大。
【解析】 (1)向FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和氯化钠,继续滴加稀HCl可观察到红褐色沉淀消失,说明氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,观察到先产生红褐色沉淀,黄色溶液变成无色溶液,后沉淀溶解,溶液由无色变黄色;
(2)OB段曲线下降原因:氢氧化钠溶液与盐酸反应过程中,氢离子与氢氧根离子结合成水分子,因此溶液中离子浓度降低,溶液电导率降低,曲线下降;
(3)酸与碱恰好完全反应时,放出的热量最多,因此A为温度最高值;氢氧化钠溶液与盐酸反应过程中,氢离子与氢氧根离子结合成水分子,因此溶液中离子浓度降低,溶液电导率降低,曲线下降;由于反应过程中温度升高,电导率增大;相同条件下,温度对电导率的影响大于溶液中离子浓度对电导率的影响,因此A点后继续加入酸,虽然溶液中离子浓度增大,但是溶液的温度降低,因此电导率继续下降,直至B点,B点之后溶液中离子浓度增大速度快,大于温度降低造成的影响,导电率持续增大,因此对A、B所对应的时间没有完全重合。
17.(2024九上·金华月考)某化学兴趣小组用实验室常用药品(或溶液)对“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”进行探究,该小组设计了两种不同方案,如下:
【知识卡片】1.KOH与NaOH化学性质相似。2.溶液显中性
(1)【实验探究】
方案一:某同学先向试管中加入2mLKOH溶液,再滴入几滴酚酞溶液,溶液变红,然后慢慢滴入稀硫酸,边滴边振荡,直至溶液恰好变为无色,边滴边振荡的原因是 ;
②从微观的角度分析,该反应的实质是 ;
(2)方案二:
实验步骤
实验现象
结论
取2mLKOH溶液于试管中,滴入一定量的稀硫酸,振荡后加入镁条
若
稀硫酸过量
若没有明显现象
KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应
(3)另有同学提出方案二不能证明KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应,其原因是 。
(4)以上方案外,下列物质单独使用,也可以证明“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”__(填序号)
A.pH试纸 B.铁丝
C.氧化铜 D.紫色石蕊溶液
【答案】(1)加快反应速度的同时可以使两者充分反应;
(2)有气泡产生
(3)氢氧化钾过量,也同样没有明显现象
(4)A;D
【解析】(1)边滴加稀硫酸边振荡的目的是使氢氧化钾与稀硫酸充分接触,加快反应速度的同时可以使两者充分反应。
反应的方程式为,由方程式可知,钾离子和硫酸根离子在反应前后没有发生改变,氢离子和氢氧根离子反应生成水所以反应的实质是。
(2)若稀硫酸过量,镁条将与稀硫酸发生反应,方程式为,所以观察到的现象为:有气泡产生。
(3)镁和氢氧化钾不会发生反应,所以即使氢氧化钾过量,也同样没有明显现象。
(4)AD、氢氧化钾呈碱性、稀硫酸呈酸性,而硫酸钾呈中性,所以使用pH试纸和紫色石蕊试纸可以证明氢氧化钾与稀硫酸是否恰好完全反应,故AD正确;
B、铁丝和氧化铜只能与稀硫酸反应,所以只能说明稀硫酸是否有剩余,不能说明氢氧化钾是否过量,故BC错误。故答案为:AD。
18.(2024九上·瑞安月考) 将NaOH溶液与稀H2SO4混合,观察不到明显现象。为确定两溶液是否发生化学反应,小明设计了以下实验探究方案:
(1) 方案一:向装有一定量 NaOH 溶液的烧杯中滴入几滴指示剂,再逐滴滴加稀H2SO4,并不断振荡,观察到溶液由红色变为无色。据此判断两溶液发生了化学反应。实验中小明滴入的指示剂为 。
(2)方案二:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加稀H2SO4,并不断振荡,测定混合溶液的pH,发现pH逐渐减小且小于7。据此判断两溶液发生了化学反应。
①写出用pH试纸测定 NaOH 溶液的 。
②方案中“测得pH小于7”是为了排除 对实验的干扰。
(3)方案三:向装有一定量稀H2SO4的试管中滴加NaOH溶液,充分振荡后再滴加Na2CO3溶液,发现没有气泡产生。据此判断两溶液发生了化学反应,理由是: 。
【答案】(1)无色酚酞试液
(2)用洁净的玻璃棒沾取NaOH 溶液样品滴在pH试纸上,将pH 试纸所显示的颜色与标准比色卡对比,读出数值;水
(3)滴加碳酸钠溶液没有气泡产生,说明稀硫酸已完全反应
【解析】(1)无色酚酞试液遇碱性溶液变红,遇中性或酸性溶液不变色。氢氧化钠溶液呈碱性,能使无色酚酞试液变红,当逐滴滴加稀硫酸并不断振荡时,溶液由红色变为无色,说明溶液的碱性消失,即氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应。
(2)① 用洁净的玻璃棒沾取NaOH 溶液样品滴在pH试纸上,将pH 试纸所显示的颜色与标准比色卡对比,读出数值 。
②如果只是向氢氧化钠溶液中加水,溶液的pH会逐渐减小,但不会小于7。而实验中测得混合溶液小于7,说明溶液不再呈碱性,排除了只是加水稀释导致变化的可能性,从而证明氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应。
(3)稀硫酸能与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳。当向装有一定量稀硫酸的试管中滴加氢氧化钠溶液,充分振荡后再滴加碳酸钠溶液,若没有气泡产生,说明溶液中已经没有稀硫酸了,即稀硫酸与氢氧化钠发生了化学反应。
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专题13 酸碱中和及反应后溶质种类探究实验
一、酸碱中和反应实验核心原理
1、反应实质:酸中的H+与碱中的OH-结合生成水(H⁺ + OH⁻= H₂O),同时酸根离子与金属离子结合生成盐。
2、指示剂选择依据
酚酞溶液:在碱性溶液中显红色,中性或酸性条件下无色,便于观察反应终点(如NaOH与HCl反应时,红色褪去表明完全中和)。
pH传感器:通过监测溶液pH值变化(如从碱性→中性→酸性)判断反应进程。
3、实验关键操作
使用滴定管精确控制酸/碱的滴加量,通过终点判断(如酚酞褪色)确保反应完全。
搅拌溶液使反应物充分接触,避免局部过量。
二、反应后溶质种类的判断方法
1、完全反应条件
当酸与碱的物质的量按化学计量比恰好反应时,溶液中溶质仅有生成的盐(如NaOH + HCl =NaCl + H₂O)。
2、溶质成分分析:
酸过量:溶质为盐+剩余酸(如HCl和NaCl)。
碱过量:溶质为盐+剩余碱(如NaOH和NaCl)。
3、验证实验设计
检测H+:加入活泼金属(如铁粉,产生气泡)、碳酸盐(如CaCO₃,产生气体)或pH试纸显酸性。
检测OH-:加入CuSO₄溶液(生成蓝色沉淀)或pH试纸显碱性。
三、中考实验高频考点与注意事项
1、误差分析
终点判断过早或过晚(如酚酞褪色后未静置观察)影响结果准确性。
2、实际应用联系
如用熟石灰改良酸性土壤(酸碱中和)、Al(OH)₃治疗胃酸过多等。
四、典型实验操作流程(以NaOH与HCl反应为例)
1、向NaOH溶液中滴加酚酞→显红色。
2、缓慢滴加稀HCl,搅拌至红色恰好褪去。
3、此时溶液pH=7,溶质为NaCl;若HCl过量,pH<7,溶质为NaCl和HCl
一、高频考点与题型总结
1、反应终点判断
指示剂选择:酚酞(碱性→中性时褪色)或pH传感器(监测pH曲线变化)是常见考点。
例:若用盐酸滴定氢氧化钠,酚酞由红变无色即为终点。
图像分析:pH随试剂加入的变化曲线(如从碱性→中性→酸性)需明确转折点对应的反应完全状态。
2、溶质成分分析
完全反应:溶质仅为盐(如NaOH+HCl→NaCl)。
过量判断:
酸过量:溶质为盐+剩余酸(需用活泼金属、碳酸盐验证H+)。
碱过量:溶质为盐+剩余碱(需用CuSO₄、FeCl₃验证OH⁻)。
真题示例:向盐酸与CaCl₂混合液中滴加Na₂CO₃溶液,沉淀出现前有气泡,说明溶质含HCl。
3、实验设计与验证
验证H+:加入铁粉(气泡)、CaCO₃(气体)、pH试纸(酸性)。
验证OH⁻:加入CuSO₄(蓝色沉淀)、酚酞(变红)。
易错点:避免选择与溶液中已有离子干扰的试剂(如Cl⁻存在时不用AgNO₃检测H+)。
4、图像题解题技巧
沉淀/气体量曲线:如向混合酸中滴加碳酸钠,先与H+反应(气泡),后与Ca²+反应(沉淀)。
pH变化曲线:判断初始溶液酸碱性及试剂滴加顺序(如碱入酸或酸入碱)。
二、答题策略与关键点
1、审题关键
明确试剂滴加顺序(如酸入碱或碱入酸),影响溶质成分判断。
关注实验现象与试剂的对应关系(如沉淀出现顺序反映反应优先级)。
2、分阶段分析反应
例:向NaOH与CO₂反应后的溶液中滴加盐酸:
① 先与过量NaOH反应(无气泡);
② 再与Na₂CO₃反应(产生气体)。
3、定量计算关联
利用质量守恒分析反应物比例,如通过生成气体/沉淀量计算溶质含量。
4、常见错误规避
忽略溶液温度变化(中和反应放热);
误判pH=7为完全反应(可能因过量酸/碱被稀释导致中性)。
1.(2025·台州模拟) 物质的结构决定物质的性质。无色酚酞遇碱会变红色,这是因为当环境的pH大于或等于8.2,酚酞分子的结构会发生改变。若分别用A、B表示酚酞在不同酸碱度环境中的结构,可建构如图1的模型。
请你举一事实,证明图1模型中箭头②是成立的。 。
某同学在实验时,将无色酚酞试液滴入少量浓的氢氧化钠溶液,发现溶液变红色后,又褪为无色。溶液为什么会褪为无色?
该同学从微观角度分析氢氧化钠溶液的构成,建立了以下两个猜想:①可能是溶液中的 浓度太大导致;②可能是溶液中的 浓度太大导致的。
为验证猜想,该同学取一定量的浓 溶液于试管中,滴入几滴酚酞试液后,溶液也是先变红后褪色,从而否定了猜想①。
查阅资料获知,酚酞试液在pH>10的环境中,酚酞分子的结构会再次发生变化。若用C表示其在pH>10环境中的结构,建立了如图2所示的新模型。为确定新模型中,结构C能否再转化为结构B,该同学再次实验,将酚酞试液滴入浓氢氧化钠溶液,待溶液变红又褪为无色后,再加入足量蒸馏水使pH<10,发现溶液仍为无色。据此,请你用合适的箭头表示出结构B与结构C之间的转换关系,补充完整图2模型。
2.(2024·东阳模拟)通过证明反应物的减少、生成物的产生或观察反应发生的特殊现象都能证明化学反应的发生.酸与碱反应会生成水,并会放出热量.应该怎样利用水的生成或反应放热的现象来证明酸碱发生了化学反应呢?
查阅资料:I.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色.
Ⅱ.无水醋酸与氢氧化钠固体反应生成醋酸钠和水.
研习小组选用了氢氧化钠固体和无水醋酸进行实验,方案设计如图甲乙丙所示.
交流反思:
(1)设计甲乙实验的目的是什么? :
(2)用双手紧紧捂住广口瓶外壁,若气密性良好,则U型管中液面出现的现象是 ;
(3)结合方案设计,证明无水醋酸与氢氧化钠固体发生反应的证据是 ;
(4)进行丙所示实验时,发现U型管内液面出现左低右高,小东认为氢氧化钠固体和醋酸反应放热.小东的观点不合理,理由是 .
3.(2024·温岭模拟)绣球花是一种有趣的植物,花瓣中含有一种叫飞燕草素的色素,能使花瓣的颜色在蓝色和红色之间相互转化。飞燕草素与从土壤中吸收的铝离子结合,呈现蓝色,但土壤中铝离子含量会受土壤酸碱性影响,在酸性土壤中自由移动的铝离子较多。当土壤pH为4.5~6时,飞燕草素与大量的铝离子结合,使绣球花的蓝色最“艳丽”。在弱碱性土壤中因自由移动的铝离子不足,飞燕草素呈现红色。
(1)当绣球花的蓝色最“艳丽”时,此时的土壤最适合种植下表中的 。
表:常见植物最适宜的土壤酸碱度
植物名称
适宜pH范围
植物名称
适宜pH范围
石竹
7.0~8.0
菠萝
4.4~6.0
君子兰
6.7~7.0
桃树
6.0~8.0
(2)氢氧化钙常被作为绣球花的调红剂,若和调节土壤酸碱性的草木灰(主要成分为碳酸钾)同时施用,会导致土壤碱性过强,从而使调红效果变差,其原因是 。(用化学方程式表示)
(3)若想绣球花从红色变成“艳丽”的蓝色,可在土壤中添加( )。
A.水 B.醋酸 C.浓硫酸 D.氢氧化钠
4.(2024·玉环模拟)酸碱反应是初中阶段重要的一类反应,同学们开展了项目式学习。
任务一:探究酸碱反应中pH的变化。小明取三份相同体积相同浓度的氢氧化钠溶液,分别滴入两滴无色酚酞溶液,再以相同的速度同时滴加不同浓度的盐酸,已知盐酸浓度a>b>c,得到溶液的pH随时间变化的曲线如图1。
(1)小明的实验目的是探究 。
任务二:从能量变化角度探究酸和碱的反应。小明测量盐酸与氢氧化钠溶液反应过程中温度的变化,观察到溶液温度升高,因此,得出两者能反应的结论。小柯认为此结论不够严谨,为此他在室温下设计了以下实验:
①10mL、20%的盐酸与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
②10mL、20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
③10mL、20%的盐酸与10mL、20%的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化。
用数字化实验技术测得3个实验中溶液温度随时间变化的关系如图2所示。
(2)小柯做出上述设计基于的假设是 。
任务三:探究氢氧化钠与盐酸反应的实质。
【查阅资料】相同状况下,溶液中离子浓度越大,导电性越强,电导率越大。用电导率传感器测得向氢氧化钠溶液中滴加浓盐酸的电导率变化情况如图3所示。
(3)如图4表示氢氧化钠溶液与浓盐酸反应过程中,溶液中微观粒子的变化情况,按时间先后排列的顺序为 (填字母)。
5.(2024·绍兴会模拟)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。在探究酸碱中和反应实验时,小组同学做了以下实验:
(1)向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。组内两位同学分别从反应物的消失和生成物产生的角度获取反应发生的证据。
① 小敏同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量(图甲),溶液由红色变成无色, 证明 , 可判断 Ca(OH)2与HCl发生了反应;
② 小科同学将氢氧化钙溶液与稀盐酸混合(图乙),然后检验了混合液中含有Ca2+和Cl-,她据此认为Ca(OH)2与HCl发生了反应, 且生成了CaCl2。请你对小科的结论作出评价: 。
(2)向 NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图丙所示(溶液体积、温度的变化可忽略)。
① 分析 A→B段变化,其他条件相同,导电能力:
OH- Cl-; (选填“>”、“<”或“=”)
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与 有关。
6.(2024·浙江模拟)某同学将稀盐酸逐滴加入到氢氧化钡溶液中(如图甲),无明显现象。为确定反应后溶液中溶质组成,他进行以下实验探究:
【建立猜想】猜想①:氢氧化钡过量;猜想②:盐酸过量;猜想③:两者恰好完全反应。
【实验设计】
方案一:取少量反应后溶液于试管1中,滴入少量无色酚酞,溶液不变色,得出猜想①不成立。
方案二:用表中步骤进行探究,得出猜想②成立:
步骤
实验操作
实验现象
Ⅰ
重新取样,滴加少量紫色石蕊试剂
变红
Ⅱ
继续滴加过量的Na2CO3的溶液
先产生气泡,后产生白色沉淀,溶液由红色变蓝色
(1)如图乙描述的是氢氧化钡与盐酸反应的微观过程,请从微观角度分析反应的实质是 。
(2)根据实验结果分析可知图甲中反应后溶液中溶质组成是 。
(3)他的同学认为方案二中步骤Ⅱ多余,你认为他的同学的理由是: 。
(4)【拓展探究】相同条件下,离子浓度越大,电导率越大。他将某Ba(OH)2溶液平均分成两份置于两个烧杯中并插入电导率传感器(如丙图1),往其中一份滴加稀硫酸,往另一份滴加盐酸溶液,测得溶液的电导率变化(如丙图2)所示。结合材料信息和所学知识分析:曲线 (选填“甲”或“乙”)对应氢氧化钡与硫酸反应。
7.(2024九下·临安模拟)小明做实验时发现:将氢氧化钠溶液滴入氯化铁溶液时没有任何现象,而同桌小红将二者混合却得到了红褐色沉淀,询问过后发现,小红是将氯化铁溶液滴入氢氧化钠溶液进行反应的.
经他检验:氯化铁溶液呈酸性.
图甲:未产生红褐色沉淀 图乙:产生红褐色沉淀 图丙:产生红褐色沉淀但很快消失
(1)经过认真思考,小明认为自己所做实验“失败”的原因是:氯化铁溶液呈酸性,即溶液中含有一些 ,而氢氧化钠溶液采用的是滴加,一滴溶液中所含溶质氢氧化钠很少,一经混合很快被中 和了,因此没有与反应也就不会产生沉淀.
(2)若小明的想法正确,那么如果他在氯化铁溶液中不断的滴加氢氧化钠溶液,请预测实验现象:
(3)小红再次将氯化铁溶液加入氢氧化钠溶液,发现刚开始是产生了红褐色沉淀,可是很快就消失了,经过仔细检查发现误将氢氧化钙饱和溶液当成氢氧化钠溶液进行实验了.请解释此现象的原因: .
8.(2024·嘉兴模拟)化学变化中常伴随着能量的变化,酸与碱的反应是对外放热还是吸热呢?兴趣小组用如图所示装置开展了以下探究。
组别
1
2
3
4
初温/℃
22.4
22.5
22.5
22.4
末温/℃
25.0
25.2
23.2
25.1
温差/℃
2.6
2.7
0.7
2.7
【建立假设】酸与碱的反应对外放热。
【实验过程】
①用量筒量取10%的稀盐酸和10%的氢氧化钠溶液各20mL;
②用温度计测量混合前溶液的初温并记录;
③将稀盐酸和氢氧化钠溶液加入如图装置的小烧杯中;
④迅速盖上杯盖后上下移动玻璃搅拌器,充分反应后测量混合液温度并记录。
装置中碎泡沫塑料的作用是 。
【数据处理】第3组数据温差明显偏小,你认为可能是由于 (写出1点即可)。
【实验结论】酸与碱的反应对外放热。
【实验反思】有同学认为该实验结论不够可靠,兴趣小组接下来的操作应是 。
9.(2022·鹿城模拟)为探究”稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图1连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴入另一种初温相同的溶液,同时用玻璃棒搅拌、pH数字采集器采集数据、计算机显示数据和曲线(如图2),横轴表示时间,左边纵轴表示pH,右边纵轴表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题。
(1)该实验还需要的测量仪器是 。
(2)50秒时烧杯中溶液含有的溶质是 。
(3)烧杯中溶液温度变化的原因是 。
10.(2022·舟山模拟)某班同学在课堂内围绕“如何判断稀盐酸、氢氧化钠溶液发生了化学反应?”,展开探究。 同学们进行了以下三个实验,并用温度传感器测定实验过程中温度变化情况,得到了如下图所示的三条曲线。
实验1:50mL稀盐酸与50mL氢氧化钠溶液混合(曲线a);
实验2:50mL稀盐酸与50mL蒸馏水混合(曲线b);
实验3:50mL氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合(曲线c)。
目的分析:增加实验2、实验3是通过对比实验,排除 对实验结果的影响。对比三条曲线,小金得到如下结论:①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应。②酸碱反应是放热反应。
其他同学认为,结论②不严谨,他们的理由是 。
11.(2021·丽水)为探究“稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图甲连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴人另一种初温相同的溶液、同时用玻璃棒搅拌、数字采集器和计算机实时显示数据和曲线(如图乙):横坐标表示时间,左边纵坐标表示pH,右边纵坐标表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题:
(1)胶头滴管中的试剂是 ,150秒时烧杯中溶液含有的溶质是 ;
(2)烧杯中溶液的温度升高的原因是 。
12.(2021·余姚模拟)某兴趣小组在进行酸碱反应的实验时,先向烧杯中加入适量稀盐酸,并滴加几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀氢氧化钠溶液,并不断搅拌,一会儿后停止滴加氢氧化钠溶液,观察到烧杯中溶液为无色。同学们对反应后的溶液M的成分进行如下探究:
[猜想假设]猜想Ⅰ:氢氧化钠与盐酸恰好完全中和,溶液M呈中性。猜想Ⅱ: 。
[实验探究]
⑴为了验证自己的猜想,小科设计了实验方案一:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加紫色石蕊溶液
溶液显紫色
猜想Ⅰ正确
⑵小思设计了实验方案二:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸
产生白色沉淀
猜想Ⅱ正确
[分析评价]同学们对小思的实验方案进行了分析,认为他的实验结论不正确。如果猜想Ⅰ正确,按照方案二的实验操作,也会生成白色沉淀,此时发生反应的化学方程式为 。
[再次探究]
如果要验证猜想Ⅱ正确,可以设计实验方案三:取少量溶液M于试管中。然后分别加入下列物质进行实验,能观察到明显现象并得出正确结论的是 (填序号)。
①锌粒;②铜丝;③二氧化碳;④氧化铁;⑤氢氧化钾;⑥硫酸铜:⑦碳酸钙;⑧硝酸铵
13.(2019·金华)某兴趣小组对氢氧化钡溶液和稀盐酸混合后是否发生了化学反应展开了系列实验。
【实验操作】
用试管取6毫升氢氧化钡溶液,往试管中加入6毫升稀盐酸,等分成两份。
【实验证明】
(1)往其中一份混合液中滴入几滴酚酞试液,发现溶液呈无色。说明溶液中不存在的离子是 ,证明两者发生了反应。
(2)【继续探究】能否再设计一个实验证明盐酸中H+参加了反应?于是往混合液中滴入石蕊试液,发现变红色,溶液呈酸性,这不能证明盐酸中H+参加了反应。讨论后,形成了新的对照实验方案,将步骤补充完整:
①往盛有另一份混合液的试管中,加入足量的镁片;
② ,加入等量的镁片。
(3)证明原混合液的盐酸中H+参加了反应的现象是 。
(4)【微观解释】从微观上分析:氢氧化钡溶液和稀盐酸反应的实质是 。
14.(2025九上·诸暨期末)氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象,它们是否发生了反应呢?某科学兴趣小组设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量稀盐酸的烧杯中放置pH传感器和温度传感器,然后开启电磁搅拌器,从滴定管中逐滴加入氢氧化钠溶液;计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
(1)下列关于图乙、图丙的说法正确的是____(填字母)。
A.图乙a点的溶液滴加无色酚酞试液变红色
B.图乙中 c 点表示的溶液中 Na+个数大于 Cl-个数
C.图丙中d点的溶液,滴加适量碳酸钠溶液会产生气泡
(2)由图丙可知,该反应为 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(3)图丁是图甲中氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后相关变化的微观示意图,则反应后的“●”表示的微粒是 (填微粒符号)。
15.(2025九上·滨江期末)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。两位同学欲获取反应发生的证据。
(1)甲同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量,观察到 ,可判断与发生了反应。
(2)乙同学向稀溶液中缓缓通入气体,如图a所示。测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图b(溶液体积、温度的变化可忽略)。
①分析A→B段变化,其他条件相同,导电能力: (选填“>”、“<”或“=”)。
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与 有关。
16.(2024九上·黄岩竞赛)同学们围绕“酸和碱的反应”,做了如图所示的两个实验。
(1) 如图一,向 FeCl3溶液中先滴入 NaOH溶液,再继续滴加稀HCl至过量,则此过程中可观察到的实验现象是 。
(2)溶液的导电性强弱反映了离子浓度的大小。往NaOH 溶液中逐滴加入稀HCl,这个过程的电导率测定结果如图二,图中OB段曲线下降的原因是 。
(3)内了进一步寻找酸和碱发生反应的证据,同学们对实验过程中溶液的温度进行实时测定,其中A为温度最高值,B点为电导率最低值(如图二) 。请结合图中实验情况,对A、B所对应的时间没有完全重合做出合理的解释: 。
17.(2024九上·金华月考)某化学兴趣小组用实验室常用药品(或溶液)对“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”进行探究,该小组设计了两种不同方案,如下:
【知识卡片】1.KOH与NaOH化学性质相似。2.溶液显中性
(1)【实验探究】
方案一:某同学先向试管中加入2mLKOH溶液,再滴入几滴酚酞溶液,溶液变红,然后慢慢滴入稀硫酸,边滴边振荡,直至溶液恰好变为无色,边滴边振荡的原因是 ;
②从微观的角度分析,该反应的实质是 ;
(2)方案二:
实验步骤
实验现象
结论
取2mLKOH溶液于试管中,滴入一定量的稀硫酸,振荡后加入镁条
若
稀硫酸过量
若没有明显现象
KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应
(3)另有同学提出方案二不能证明KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应,其原因是 。
(4)以上方案外,下列物质单独使用,也可以证明“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”__(填序号)
A.pH试纸 B.铁丝
C.氧化铜 D.紫色石蕊溶液
18.(2024九上·瑞安月考) 将NaOH溶液与稀H2SO4混合,观察不到明显现象。为确定两溶液是否发生化学反应,小明设计了以下实验探究方案:
(1) 方案一:向装有一定量 NaOH 溶液的烧杯中滴入几滴指示剂,再逐滴滴加稀H2SO4,并不断振荡,观察到溶液由红色变为无色。据此判断两溶液发生了化学反应。实验中小明滴入的指示剂为 。
(2)方案二:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加稀H2SO4,并不断振荡,测定混合溶液的pH,发现pH逐渐减小且小于7。据此判断两溶液发生了化学反应。
①写出用pH试纸测定 NaOH 溶液的 。
②方案中“测得pH小于7”是为了排除 对实验的干扰。
(3)方案三:向装有一定量稀H2SO4的试管中滴加NaOH溶液,充分振荡后再滴加Na2CO3溶液,发现没有气泡产生。据此判断两溶液发生了化学反应,理由是: 。
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