内容正文:
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【母题】 某同学在常温下进行了中和反应的实验探究。向20 mL 0.4%的NaOH溶液(预先滴入3滴酚酞试液)中逐滴滴入0.4%的稀盐酸。利用数字化传感器借助计算机绘制出溶液pH随所滴入稀盐酸体积变化的曲线如图所示。下列有关说法中,不正确的是( )
A.烧杯中的溶液在a点时显红色
B.在b点时溶液中H+和OH-恰好完全反应
C.在c点时烧杯中的溶液呈酸性
D.在滴入稀盐酸的过程中溶液里Na+逐渐减少
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【解题路径】
中和反应曲线→判断是酸入碱还是碱入酸→分析曲线各点溶质组成。
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【解题模板】
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【变式1】 中和反应的pH变化曲线分析
(2025·河南)用传感器测得氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的pH变化如图
所示。下列说法正确的是( )
A.该实验操作是向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸
B.反应的化学方程式为NaOH+HCl=== NaCl+H2O
C.在a点所表示的溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液显蓝色
D.b点所表示的溶液中含有的微观粒子只有钠离子和氯离子
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【变式2】 中和反应的pH、温度变化曲线分析
(2025·贵阳云岩二模)中和反应在生产、生活中应用广泛。实验课上同学们研究稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的过程,使用pH传感器和温度传感器测量反应过程中相关量的变化情况,如图1和图2所示。下列说法不正确的是( )
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A.图1所示,本实验是将稀硫酸滴入氢氧化钠溶液中
B.根据图2中曲线变化可知该反应是放热反应
C.E点所示溶液pH<7,此时溶液中有3种物质
D.将溶质质量分数相等的稀盐酸替换稀硫酸,恰好完全反应时,消耗稀盐酸与稀硫酸的质量相等
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【变式3】 中和反应的微观实质分析
【教材素材改编】 如图是氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应的微观示
意图,下列有关说法错误的是( )
A.反应结束后的溶液pH=7
B.反应后阴阳离子数目都减半
C.反应的实质是H+和OH-结合生成H2O
D.反应前后数量没有变化的粒子是Na+、Cl-和H2O
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【变式4】 中和反应后溶质成分的探究
(2025·泰安节选)探究酸与碱反应
(1)丙同学利用图1装置研究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应,并用电导率传感器测定反应过程,得到的图像如图2所示。
查阅资料:电导率是物理学概念,电导率能衡量溶液导电能力大小,相同条件下,单位体积溶液中的离子总数越多,电导率越大。
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①丙同学观察到三颈烧瓶中溶液由__________变成无色,证明盐酸和氢氧
化钠发生了化学反应,该反应的微观实质是_________________________
______________________。
②图2中_____(填“a”“b”或“c”)点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。
(2)丁同学进行上述试验时,忘记向三颈烧瓶中滴加酚酞试液,滴加稀盐酸
一段时间后再向溶液中滴加酚酞试液,溶液无明显变化。同学们对三颈
烧瓶中溶液的溶质成分进行了如下探究:
红色
H+和OH-结合生成水分子
(或H++OH-=== H2O)
b
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【提出问题】除酚酞外,溶液中溶质的成分有哪些?
【作出猜想】猜想一:NaCl
猜想二:NaCl和HCl
【查阅资料】AgCl难溶于水。
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【进行实验】为了验证猜想,研究小组同学分别设计实验进行如下探究:
实验操作 实验现象 实验结论
方案1:取少量反应后的溶液于试管中,加入Na2CO3粉末 _____________ 溶液中含有HCl,
猜想二正确
方案2:取少量反应后的溶液于试管中,滴加硝酸银溶液 有白色沉淀
生成 溶液中含有HCl,
猜想二正确
有气泡产生
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【实验结论】通过实验探究,丁同学认为猜想二正确。
【反思交流】
(3)研究小组同学讨论交流后认为方案2是不合理的,理由是
__________________________________________________________。
(4)通过以上实验,同学们一致认为,对于无明显现象的化学反应,可以通过
检验反应物减少和__________________两个不同的角度证明反应的发生。
NaCl与AgNO3反应也会产生白色沉淀,无法证明HCl一定存在
有新物质生成
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1.(2025·河北)常温下,某小组同学向氢氧化钠溶液a中加水,向氢氧化钠溶液b中逐滴加稀盐酸,利用pH传感器分别测得溶液pH的变化如图1、图2所示。下列说法正确的是( )
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A.图1:M点时的溶液能使石蕊试液变红
B.图1:向N点时的溶液中加大量水可使溶液的pH≈6
C.图2:向P点时的溶液中加入锌粒能产生气泡
D.图2:Q→S过程中溶液中氯化钠的质量分数逐渐减小
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2.(2025·济南长清二模改编)某同学在常温下进行Ba(OH)2溶液和稀盐酸发生中和反应的实验探究,利用数字化传感器,借助计算机绘制出如图1曲线。下列说法不正确的是( )
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A.a→b段,溶液中H+数目逐渐减少
B.a点时,向溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红
C.b点时,溶液中H+和OH-恰好完全反应
D.图2虚线框内应补充的粒子为
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3.(2025·济南平阴二模改编)小明同学用氢氧化钙和盐酸做酸碱中和反应,对反应后的溶液成分进行探究,他向一定质量的反应后的溶液中滴加质量分数为10%的Na2CO3溶液。实验过程中加入Na2CO3溶液的质量与pH的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.A点溶液中溶质含有HCl、CaCl2
B.图中CD段有气泡产生
C.图中C点处溶质的种类最少
D.图中BC段会有白色沉淀生成
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4.(2025·天津)酸、碱、盐在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)某实验小组在实验室借助pH传感器研究稀盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应,测得实验过程中溶液pH的变化如图所示。
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①该实验是将____________滴入另一种溶液中,发生反应的化学方程式为
_____________________________。
②A点时,溶液中溶质为________________(填化学式)。
③B点时,溶液的pH=_______。
④取C点时的溶液,分别加入下列物质,能产生气泡的是_____(填字母)。
a.铜 b.锌 c.氧化铜
稀盐酸
NaOH+HCl=== NaCl+H2O
NaCl、NaOH
7
b
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(2)已知碳酸钠很稳定,受热不易发生分解;碳酸氢钠不稳定,受热容易分解,
其受热分解的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。将22.1 g
Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热至固体质量不再改变,冷却至室温,
再向其中加入150 g质量分数为7.3%的稀盐酸,恰好完全反应,则原混合物
中Na2CO3的质量为________g。
5.3
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5.(2025·济南高新一模)学习酸碱中和反应时,同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象,学习小组的同学们对其产生探究兴趣,于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应:
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(1)探究一:
通过溶液的pH和温度变化,证明酸碱发生中和反应
如图一所示,用pH传感器和温度传感仪,测定氢氧化钠溶液与稀盐酸反应过程中溶液pH和温度(T)随所加试剂的变化过程,记录变化曲线如图二所示。
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①分析温度变化曲线可知,中和反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②到达A点时,溶液中溶质有________________(填化学式)。
③到达C点时,溶液中Na+和Cl-的个数关系是N(Na+)_____(填“>”“<”或“=”)
N(Cl-)。
放热
NaCl、NaOH
<
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(2)探究二:
通过证明有新物质生成的角度,证明酸碱发生中和反应为验证中和反应有水生成,某同学进行如图所示的三个实验。[已知:变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;无水醋酸(化学式CH3COOH)与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水]
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①证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是__________________
__________________________________________________。
②实验过程中,观察到丙的U形管内液面左低右高,出现该现象的原因
可能是无水醋酸与氢氧化钠反应放出热量,还有可能的原因是
_________________________。
甲、乙实验中的
变色硅胶不变色,丙实验中的变色硅胶由蓝色变为红色
NaOH固体溶于水放热
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(3)探究三:
通过证明反应物减少的角度,证明酸碱发生中和反应
某同学按如图所示进行实验,加入试剂X后,无明显现象,
说明酸被消耗,即氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应。
实验中的X可以是下列物质中的______(填字母)。
A.酚酞试液 B.Na2CO3
C.Ba(NO3)2 D.铁粒
BD
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(4)探究四:
通过定量探究,证明酸碱发生中和反应
某同学取8.0 g 10%的NaOH溶液于烧杯中,再加入足量的稀盐酸,搅拌,一段
时间后将混合溶液在充满氮气的环境中加热蒸干,所得固体至恒重,称量,
记其质量为m。(已知:盐酸具有挥发性,NaOH溶液与盐酸若不发生反应,
则加热蒸干后,所得固体只有NaOH)
①“在充满氮气的环境中加热蒸干”的原因是
________________________________________________________。
②若不发生反应,所得固体的质量m为________g。
防止空气中二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应生成碳酸钠
0.8
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③若发生反应,请计算所得固体的质量。(写出计算过程,计算结果精确至0.01 g)
【答案】解:设反应生成NaCl的质量为x。
NaOH+HCl=== NaCl+H2O
40 58.5
0.8 g x
=,x=1.17 g
答:所得固体的质量为 1.17 g。
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【解析】(3)A.酚酞试液在碱性溶液中显红色,在酸性和中性溶液中为无色。向稀硫酸中加入过量NaOH溶液,若NaOH与稀硫酸发生反应,因NaOH过量,溶液显碱性,加入少量酚酞试液,溶液显红色,不是“无明显现象”,故A错误。
B.Na2CO3与稀硫酸反应会产生CO2气体,若加入无明显现象,说明硫酸被消耗,可证明NaOH与稀硫酸发生了化学反应,故B正确。
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C.Ba(NO3)2会与稀硫酸反应生成BaSO4沉淀,也会与反应后生成的Na2SO4反应生成BaSO4沉淀,所以加入Ba(NO3)2有沉淀生成,不能说明硫酸被消耗,故C错误。
D.铁粒与稀硫酸反应会产生氢气,若加入铁粒无明显现象,说明硫酸被消耗,可证明NaOH与稀硫酸发生了化学反应,故D正确。
(4)②8.0 g 10%的NaOH溶液中溶质的质量为8.0 g×10%=0.8 g。若不发生反应,加热蒸干后所得固体为NaOH,质量仍为0.8 g。
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