内容正文:
第4讲 酸和碱的反应
知识点01 酸碱反应
(一)酸碱反应实验
向盛有氢氧化钠的烧杯中滴人几滴酚酞试液,溶液变红,向变红的溶液中滴加稀盐酸(或稀硫酸),边滴边振荡,溶液颜色变浅直至消失,说明溶液由碱性变为中性或酸性,氢氧化钠和酸发生了反应。
实验过程中溶液中溶质、pH以及颜色的变化
反应进程
溶质
PH
颜色
未滴加稀盐酸
NaOH
pH>7
红色
滴加少量稀盐酸(氢氧化钠过量)
NaOH + NaCl
pH>7
红色
滴加适量稀盐酸(恰好完全反应)
NaCl
pH=7
无色(红色刚好褪去)
滴加过量稀盐酸
NaCl + HCl
pH<7
无色
(1)酸、碱反应实验选用的指示剂是酚酞溶液。如果使用石蕊溶液,溶液由蓝色变为紫色,颜色变化不明显。
(2)实验时用玻璃棒不断搅拌,可以使稀盐酸和氢氧化钠溶液充分接触,反应迅速、完全。
(3)实验时用胶头滴管慢慢滴入,便于控制加入酸的量,同时也为了清楚地看出指示剂颜色的变化,当溶液由红色恰好变为无色时,应立即停止滴加,防止盐酸过量。
通过上述实验现象,溶液由红色变为无色,说明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了反应,其反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
分类
酸入碱
碱入酸
图像
图像
分析
AB段(不含A、B点)
pH____7;
溶质______________
pH____7;
溶质______________
B点(恰好完全中和)
pH____7;
溶质______________
pH____7;
溶质______________
BC段(不含B、C点)
pH____7;
溶质______________
pH____7;
溶质______________
(二)酸碱反应的实质
酸中的H+和碱中的OH-结合生成水,即H+ + OH- = H2O。
知识点02 酸碱(中和)反应的应用
(一)酸碱反应在农业生产中的应用
植物适宜在接近中性( pH在6.5~7.5)的土壤里生长,酸性太强(pH<4或碱性太强(pH>8 )的土壤,都不适宜植物生长。因此利用酸碱(中和)反应的原理,在酸(碱)性土壤中加人适量的碱(酸),调节土壤的酸碱性。如农业上常施加熟石灰[主要含Ca(OH)2 ]来降低土壤的酸性。
注意:改良酸性土壤常使用熟石灰,而不使用碱性、腐蚀性很强的氢氧化钠。
(二)酸碱反应在工业生产中的应用
(1)处理工业废水,解决环保问题。
工业生产中产生大量的废水,其中常含有酸性或碱性物质,不经处理、任意排放,就会造成环境污染。因此利用酸碱(中和)反应的原理,根据不同污水的酸碱性,加人适宜的物质,去除污水的酸碱性,使之达到国家规定的排放标准。
(2)精制石油时,可用氢氧化钠来中和过量的酸。
(三)酸碱反应在医药方面的应用
人体胃液中含有盐酸,如果胃酸过多,会引起胃痛等病症,医疗上常用能与酸反应的碱性物质作为药品降低胃液的pH,使之达到正常范围,减少胃酸常用的药剂有Al(OH)3,其反应的化学反应方程式为Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O。
【注意】蚊虫叮咬是因为蚊虫分泌的酸性物质进入肌肉,使肌肉酸痛。利用酸碱反应的原理,涂上碱性物质如纯碱溶液、肥皂水等以减轻痛痒。
【即学即练1】指示剂可以帮助我们判断酸与碱的反应程度,图中能实现“恰好完全反应”的操作是( )
A.甲:蓝色刚好变成红色 B.乙:红色刚好变为蓝色
C.丙:红色刚好变成无色 D.丁:无色刚好变成红色
【解答】解:A、滴有紫色石蕊试液的氢氧化钠溶液呈蓝色,滴加稀盐酸时,若观察到溶液刚好由蓝色变成紫色时,说明恰好完全反应,故A说法错误,不合题意;
B、滴有紫色石蕊试液的稀盐酸呈红色,滴加氢氧化钠溶液时,若观察到溶液刚好由红色变成紫色时,说明恰好完全反应,故B说法错误,不合题意;
C、滴有无色酚酞试液的氢氧化钠溶液呈红色,滴加稀盐酸时,若观察到溶液刚好由红色变成无色时,说明恰好完全反应,故C说法正确,符合题意;
D、滴有无色酚酞试液的稀盐酸仍为无色,滴加氢氧化钠溶液时,若观察到溶液由无色刚好变成红色,说明氢氧化钠过量,故D说法错误,不合题意。
故选:C。
【即学即练2】一定温度下,向含有适量酚酞溶液的氢氧化钠溶液中慢慢滴加稀盐酸,溶液温度随加入稀盐酸的质量的变化曲线如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.M点时溶液呈红色 B.N点时溶液pH最小
C.该化学反应放热 D.P点时溶液呈酸性
【解答】解:A、M点的溶液为氢氧化钠溶液,显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,故选项说法正确。
B、稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,从M至N的过程中温度升高,至N点温度最高,说明此时恰好完全反应,此时溶液的pH=7,继续滴加稀盐酸,溶液显酸性,溶液的pH小于7,N点时溶液pH不是最小的,故选项说法错误。
C、从M至N的过程中温度升高,说明该化学反应放热,故选项说法正确。
D、至N点温度最高,说明此时恰好完全反应,此时溶液的pH=7,继续滴加稀盐酸,溶液显酸性,则P点溶液显酸性,故选项说法正确。
故选:B。
【即学即练3】某同学在常温下进行了中和反应的实验探究。向20mL0.4%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
【解答】解:A、a点时溶液的pH大于7,显碱性,烧杯中的溶液在a点时显红色,故选项说法正确。
B、b点时溶液的pH等于7,显中性,在b点时溶液中H+和OH﹣恰好完全反应,故选项说法正确。
C、c点时溶液的pH小于7,在c点时烧杯中的溶液呈酸性,故选项说法正确。
D、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,在滴入稀盐酸的过程中溶液里Na+不变,故选项说法错误。
故选:D。
【即学即练4】等质量的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,若所得溶液pH=7.0,则( )
A.所用氢氧化钠溶液和稀盐酸的溶质质量分数相等
B.混合溶液中钠离子与氯离子个数相等
C.混合前后水分子总数不变
D.混合前后阳离子总数不变
【解答】解:A、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,所得溶液pH=7.0,溶液显中性;反应的化学方程式为HCl+NaOH═NaCl+H2O,氢氧化钠溶液和稀盐酸溶液的质量相等,若所用氢氧化钠溶液和稀盐酸的溶质质量分数相等,则所含溶质的质量相等,则稀盐酸有剩余,溶液显酸性,故选项说法错误;
B、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,所得溶液pH=7.0,溶液显中性,所得溶液是氯化钠溶液,混合溶液中钠离子与氯离子个数相等,故选项说法正确;
C、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,混合前后水分子总数增加,故选项说法错误;
D、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,则混合前后阳离子总数减少,故选项说法错误;
故选:B。
【即学即练5】根据图片回答问题:
(1)氢氧化钠和盐酸恰好反应的证据是 。反应中,数目减少的离子是 (填符号)。
(2)验证反应后溶液中稀盐酸有剩余,下列操作可行的是 (填字母)。
A.取样,加入CuO粉末 B.取样,滴加NaOH溶液 C.取样,加入CaCO3粉末
D.取样,滴加AgNO3溶液 E.取样,加入铁粉末
【答案】(1)溶液由红色恰好变为无色;OH﹣、H+;(2)ABCE。
【解答】解:(1)氢氧化钠溶液能使酚酞溶液变红色,但恰好反应时,溶液呈无色,则恰好反应的证据是溶液由红色恰好变为无色;中和反应的微观实质为酸中的氢离子和碱中的氢氧根结合为水分子,则数目减少的离子为OH﹣、H+。
(2)A、氧化铜能和盐酸反应生成氯化铜和水,若盐酸有剩余,则溶液变蓝色,符合题意;
B、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,若盐酸有剩余,则刚开始时溶液不变色,符合题意;
C、碳酸钙能和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,若盐酸有剩余,则有气泡产生,符合题意;
D、硝酸银和盐酸、氯化钠反应均产生氯化银沉淀,不能说明盐酸是否有剩余,不符合题意;
E、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,有气泡产生,符合题意。
课堂练习
1. 取稀盐酸与氢氧化钠反应后的溶液进行实验,下列能说明两者恰好完全反应的是( )
A.滴入硫酸铜溶液,生成蓝色沉淀
B.滴入酚酞试液,溶液显无色
C.加入氧化铜粉末,溶液变蓝色
D.测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1
【解答】解:A、滴入硫酸铜溶液,生成蓝色沉淀,说明溶液中含有氢氧化钠,即氢氧化钠溶液过量,故选项错误。
B、滴入酚酞试液,溶液显无色,不能说明两者恰好完全反应,也可能是稀盐酸过量,故选项错误。
C、加入氧化铜粉末,溶液变蓝色,氧化铜难溶于水,是因为氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水,说明溶液中含有盐酸,故选项错误。
D、氯化钠中钠离子和氯离子的个数比为1:1,测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1,说明溶液显中性,能说明两者恰好完全反应,故选项正确。
故选:D。
2. 将25克20%的氢氧化钠溶液和25克20%的稀硫酸充分混合,混合后的溶液与下列物质不能发生反应的是( )
A.氧化铜 B.二氧化碳
C.氯化钡溶液 D.硫酸铜溶液
【解答】解:将25克20%的氢氧化钠溶液和25克20%的稀硫酸充分混合,稀硫酸与氢氧化钠溶液中所含溶质的质量相等。
反应中消耗硫酸与氢氧化钠的质量比关系如下:
2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
80 98
可知,98份质量的硫酸与80份质量的氢氧化钠恰好完全反应,则充分混合后,氢氧化钠有剩余,所得溶液是硫酸钠和氢氧化钠的混合溶液。
A、氧化铜不能与氢氧化钠溶液反应,故选项正确。
B、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故选项错误。
C、硫酸钠能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,故选项错误。
D、氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,故选项错误。
故选:A。
3. 向盛有稀硫酸的烧杯中加入某种药品,恰好完全反应。反应前后溶液中离子种类及个数关系如图所示。则加入的药品可能是( )
A.锌 B.氧化铁 C.氢氧化钠 D.氢氧化钡
【解答】解:根据图示可以看出,反应后的金属阳离子和硫酸根离子的个数比为1:1,故加入的物质与稀硫酸反应且生成可溶性的盐,该盐中金属的化合价为+2价;
A、锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,符合题意;
B、氧化铁和稀硫酸反应生成的盐中铁元素为+3价,不符合题意;
C、氢氧化钠和稀硫酸反应生成的硫酸钠中钠元素为+1价,不符合题意;
D、氢氧化钡和硫酸反应生成的硫酸钡是沉淀,不符合题意;
故选:A。
4. 某同学在常温下进行了中和反应的实验探究。向20mL0.4%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点时烧杯中的溶液中的离子只有Na+、Cl﹣
D.在滴入稀盐酸的过程中溶液里Na+浓度变小
【解答】解:A、a点时溶液的pH大于7,显碱性,烧杯中的溶液在a点时显红色,故选项说法正确。
B、b点时溶液的pH等于7,显中性,在b点时溶液中H+和OH﹣恰好完全反应,故选项说法正确。
C、c点时溶液的pH小于7,显酸性,稀盐酸过量,在c点时烧杯中的溶液中的离子有H+、Na+、Cl﹣,故选项说法错误。
D、滴入稀盐酸的过程中,钠离子的质量不变,但溶液的质量逐渐增加,溶液里Na+浓度变小,故选项说法正确。
故选:C。
5. 某校化学兴趣小组利用数字化传感器探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程,测得烧杯中溶液的pH随滴加液体体积变化的曲线如图所示.下列说法正确的是( )
A.图中a点所示溶液成酸性
B.该实验是将盐酸逐滴滴入到盛有氢氧化钠溶液的烧杯中
C.b点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应
D.图中b点所示溶液中所含的溶质有NaCl和NaOH
【解答】解:A、图中a点,pH=7,溶液显中性,该选项说法不正确;
B、该实验中,pH由小于7逐渐升高,是将氢氧化钠溶液逐滴滴入稀盐酸中,该选项说法不正确;
C、b点pH大于7,溶液显碱性,说明氢氧化钠溶液过量,该选项说法不正确;
D、图中b点时,氢氧化钠溶液过量,所示溶液中所含的溶质有NaCl和NaOH,该选项说法正确。
故选:D。
6. 酸碱反应的应用十分广泛。下列实例不属于酸碱之间的反应的是( )
A.金属表面锈蚀后,可用稀盐酸进行清洗
B.胃酸分泌过多的病人遵医嘱服用含有氢氧化铝的药物以缓解胃酸
C.蚊虫叮咬人的皮肤分泌出蚁酸,如果涂含碱的药水就可减轻痛痒
D.土壤酸化后加入熟石灰改良
【解答】解:A、金属表面的锈的主要成分是金属的氧化物,能与稀盐酸反应生成盐和水,该反应的反应物是酸和金属氧化物,不属于中和反应,故选项正确。
B、服用含有氢氧化铝的药物以缓解胃酸,该反应是酸与碱反应生成盐和水的反应,属于中和反应,故选项错误。
C、蚊虫叮咬人的皮肤分泌出蚁酸,如果涂含碱的药水就可减轻痛痒,该反应是酸与碱反应生成盐和水的反应,属于中和反应,故选项错误。
D、土壤酸化后加入熟石灰改良,该反应是酸与碱反应生成盐和水的反应,属于中和反应,故选项错误。
故选:A。
7. 酸和碱反应是一类重要的化学反应。某同学利用图1实验研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,并测量反应过程中溶液的pH和温度的变化情况,得到图2和图3,请回答下列问题:
(1)胶头滴管中A溶液的溶质是: (填化学式)。
(2)要配制50克15%的稀盐酸,需要质量分数为30%的浓盐酸 克。
(3)该兴趣小组同学推断出图3中V的值为12,他的理由是: 。
(4)下列说法正确的是 。
A.图2中b点所示溶液中的溶质是NaCl和HCl
B.取图2中d点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物
C.图2中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
D.图3中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应
【解答】解:(1)实验过程中溶液pH由小于7逐渐升高,是把氢氧化钠溶液加入稀盐酸中,胶头滴管中A溶液的溶质是NaOH。
故填:NaOH。
(2)要配制50克15%的稀盐酸,需要质量分数为30%的浓盐酸质量:50g×15%÷30%=25克。
故填:25。
(3)该兴趣小组同学推断出图3中V的值为12,他的理由是:由图2可知,恰好完全反应时消耗氢氧化钠溶液体积是12mL,说明此时放热最多,温度最高。
故填:由图2可知,恰好完全反应时消耗氢氧化钠溶液体积是12mL,说明此时放热最多,温度最高。
(4)A.图2中b点所示溶液中的溶质是反应生成的NaCl和过量的HCl,该选项说法正确;
B.取图2中d点所示溶液中含有氯化钠和氢氧化钠,加热蒸干所得固体是氯化钠和氢氧化钠,是混合物,该选项说法不正确;
C.图2中c→d所示溶液中NaCl的质量不再变化,该选项说法不正确;
D.图3中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应,该选项说法正确。
故填:AD。
8. 某化学兴趣小组三位同学在学习盐酸与氢氧化钠反应后,分别结合自己在实验室中所做的实验,各从不同方面对其进行图象描述。图A是实际操作图,图B是反应过程中溶液的酸碱度变化图,图C是微观粒子结合过程的示意图。根据图B的曲线变化,回答下列问题:
(1)该变化对应的实验操作是将 滴加到另一种溶液中;
(2)当滴入溶液的质量为ag时,溶液中的溶质为 (填化学式);
(3)当溶液的pH=7时,溶液中的主要离子是 、 (填离子符号);
(4)当加入溶液的质量为bg时,向所得溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液是 色。
【解答】解:(1)图B中pH是逐渐增大的,因此是把氢氧化钠溶液滴入盐酸中;故答案为:氢氧化钠溶液;
(2)当滴入溶液的质量为ag时,盐酸过量,溶液中的溶质为氯化钠和盐酸;故答案为:HCl、NaCl;
(3)当溶液的pH=7时,氢氧化钠和盐酸恰好完全反应,溶液中的主要离子是钠离子和氯离子;故答案为:Na+;Cl﹣;
(4)当加入溶液的质量为bg时,氢氧化钠溶液过量,向所得溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液是蓝色;故答案为:蓝;
9. 两个烧杯中分别盛有质量和溶质质量分数都相同的盐酸和氢氧化钠溶液。若将A烧杯中溶液注入B烧杯中,B烧杯中溶液的pH按图甲线①变化,若将B烧杯中溶液注入A烧杯中,A烧杯中溶液的pH按图乙线②变化。
(1)原A烧杯中的溶液是 。
(2)为确定图乙中A点对应的溶液中含有盐酸,可用的试剂是 。(写一种)
【解答】解:(1)分析A烧杯曲线pH的变化可知,A烧杯溶液的pH>7,将A烧杯中溶液注入B烧杯中,pH逐渐减小,所以A烧杯中的溶液为氢氧化钠溶液;故答案为:氢氧化钠溶液;
(2)盐酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红、能与金属铁反应产生气泡、能与碳酸钠粉末反应产生气泡等;故答案为:紫色石蕊溶液或铁或碳酸钠粉末(合理即可)。
10. 中和反应在工农业和生活中有广泛的应用。某学生课外兴趣小组对中和反应进行研究。
(1)对于没有明显实验现象产生的中和反应,如稀盐酸与稀氢氧化钠溶液的反应,要证明它们之间确实发生了化学反应,可通过如下实验来进行。
①在盛有稀氢氧化钠溶液的烧杯中,滴加2~3滴酚酞试液,用胶头滴管吸取稀盐酸逐
滴加入到上述烧杯中,边滴边用玻璃棒搅拌,当观察到 现象时,说明它们之间发生了中和反应,且恰好完全反应;
②将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的稀氢氧化钠溶液中;用数字化仅器对反应过程中溶液的温度、pH进行实时测定,得到的曲线如图1、图2所示:
由图1、图2可知,稀盐酸与稀氢氧化钠已发生中和反应的判断依据是 ;
(2)对于某些有明显实验现象产生的中和反应,如稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应,只要将稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中,观察到 现象,就可说明反应已经发生。
【解答】解:(1)①在盛有稀氢氧化钠溶液的烧杯中,滴加2~3滴酚酞试液,用胶头滴管吸取稀盐酸逐滴加入到上述烧杯中,边滴边用玻璃棒搅拌,当观察到溶液由红色变成无色时,说明它们之间发生了中和反应,且恰好完全反应;故答案为:溶液由红色变成无色;
②由图1、图2可知,稀盐酸与稀氢氧化钠已发生中和反应的判断依据是溶液温度升高;溶液pH由大于7降至小于故答案为:溶液温度升高,溶液pH由大于7降至小于7;
(2)将稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中时,能够观察到产生白色沉淀,就可说明反应已经发生,故答案为:产生白色沉淀。
课后巩固
1. 下列叙述正确利用了中和反应原理的是( )
A.用熟石灰和硫酸铜制波尔多液 B.用氢氧化钠可以治疗胃酸过多
C.用盐酸除铁锈 D.用熟石灰改良酸性土壤
【解答】A、熟石灰为氢氧化钙的俗称,硫酸铜属于盐,则两者之间的反应不属于中和反应,故不符合题意;
B、氢氧化钠属于碱,胃酸中的主要成分为盐酸,属于酸,则两者之间的反应属于中和反应,但氢氧化钠具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,故不符合题意;
C、盐酸属于酸,铁锈的主要成分为氧化铁,属于金属氧化物,则两者之间的反应不属于中和反应,故不符合题意;
D、熟石灰为氢氧化钙的俗称,属于碱,酸性土壤中含有酸,则两者之间的反应属于中和反应,故符合题意。
故选:D。
2. 小科利用如图甲所示的装置对盐酸和氢氧化钠溶液反应进行探究,测量结果如图乙和图丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中仪器A盛放的是NaOH溶液
B.图乙中a→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
C.图丙中V的数值最接近12
D.图丙中从f→g温度变化趋势可说明该反应是吸热反应
【解答】解:A、由图像可知,pH开始时大于7,逐渐减小到7,然后小于7,可知原溶液显碱性,然后不断的加入酸性溶液,使pH减小,说明是把稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,图甲中仪器A盛放的是盐酸,故选项说法错误。
B、图乙中a→d,可以分为a→c、c→d两个过程,a→c,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,所示溶液中NaCl的质量不断增加;c→d是氢氧化钠和盐酸恰好完全反应后继续滴加稀盐酸,NaCl的质量不变,故选项说法错误。
C、e→f的过程中温度逐渐升高,至f点,温度最高,说明放出的热量最多,氢氧化钠和盐酸恰好完全反应,溶液显中性,溶液的pH=7,图丙中V的数值最接近12,故选项说法正确。
D、至f点,温度最高,说明放出的热量最多,氢氧化钠和盐酸恰好完全反应;图丙中从f→g温度变化趋势,是因为温度逐渐恢复至常温,且恰好完全反应后滴加的稀盐酸中含有水,起着降温的作用,故选项说法错误。
故选:C。
3. 在氢氧化钠溶液中加入一定量的稀硫酸后,下列实验能证明两者恰好完全中和的是( )
A.滴入适量FeCl3溶液,溶液变黄,但无沉淀生成
B.滴入几滴酚酞试液,酚酞试液不变色
C.滴入适量BaCl2溶液和稀硝酸,观察到有白色沉淀
D.测得反应后溶液中Na+与SO42﹣个数比为2:1
【解答】解:A、滴入适量FeCl3溶液,溶液变黄,但无沉淀生成。如果硫酸过量也不会有沉淀的生成。故A错误;
B、滴入几滴酚酞试液,酚酞试液不变色。酚酞试液在酸性和中性条件下均不显色,故B错误;
C、滴入适量BaCl2溶液和稀硝酸,观察到有白色沉淀。只要有硫酸根离子,SO42﹣都会和Ba2+生成沉淀,不管是过量还是恰好完全反应,故C错误;
D、测得反应后溶液中Na+与SO42﹣的个数比为2:当氢氧化钠溶液和稀硫酸恰好完全反应,溶液中Na+与SO42﹣的个数比为2:1,故D正确;
故选:D。
4. 在NaCl和HCl的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量。下列图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】A、NaCl和HCl的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量,氢氧化钠会与盐酸反应生成氯化钠和水,溶剂的质量会逐渐增加,直至盐酸被完全反应,接着因为加入氢氧化钠溶液中也有溶剂,所以溶剂质量也会增加,只是幅度变小,但是一开始就有氯化钠和盐酸,所以溶剂质量不会从0开始,选项不符合题意。
B、NaCl和HCl的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量,氢氧化钠会与盐酸反应生成氯化钠和水,溶液质量会增加,直至盐酸被完全反应,接着因为加入氢氧化钠溶液,所以溶液质量还会继续增加,选项不符合题意。
C、氢氧化钠会与盐酸反应生成氯化钠和水,所以一开始氢氧化钠质量分数为0,直至盐酸被完全反应,才会有氢氧化钠溶液存在,选项不符合题意。
D、逐滴加入NaOH溶液至过量,一直在引入钠离子,所以钠离子数目会一直增加,一开始溶液中因为有氯化钠,所以钠离子数目不会从0开始,选项符合题意。
故选:D。
5.如图是利用数字传感技术测定稀硫酸中滴加氢氧化钠溶液反应过程中,溶液导电能力的变化情况(已知在相同条件下,溶液导电能力与溶液中离子导电能力浓度成正比)。下列说法错误的是( )
A.整个过程溶液的导电能力先减弱后增强
B.M点时,溶液中阳离子只有
C.P→Q过程中,溶液pH逐渐减小
D.N点时,溶液中的溶质为和NaOH
【答案】C
【详解】A.由图可知,整个过程溶液的导电能力先减弱后增强,说法正确;
B.M点时,电导率最低,此时氢氧化钠和硫酸恰好完全反应,溶液中阳离子只有Na+,说法正确;
C.原溶液是稀硫酸,P→Q过程中,随着氢氧化钠溶液的滴加,氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,溶液的酸性减弱,溶液pH逐渐增大,说法错误;
D.N点时,氢氧化钠溶液过量,溶液中的溶质为Na2SO4和NaOH,说法正确。
6.向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,如图表示某科学量随稀盐酸加入而变化的图像,根据图像特征,判断该科学量可能是( )
A.水的质量 B.氯化钠的质量 C.溶液的质量 D.氯元素的质量
【答案】A
【详解】A.氢氧化钠溶液中含有水,向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,随着反应的进行,水的质量逐渐增加,第一个过程溶剂增加的质量包括稀盐酸中的水和生成的水,增加的幅度要大;第二个过程是完全反应后继续滴加稀盐酸,溶剂增加的质量只是稀盐酸中的水,增加的幅度要小,符合图像特征,故A符合题意;
B.向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,随着反应的进行,氯化钠的质量从0开始逐渐增加,至完全反应不再发生改变,故B不符合题意;
C.向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,溶液增加的始终是稀盐酸的质量,不符合图像特征,故C不符合题意;
D.向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,溶液中氯元素的质量从0开始逐渐增加,不符合图像特征,故D不符合题意。
故选A。
7.数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。某兴趣小组利用图1装置进行稀盐酸与氢氧化钠溶液的“无明显现象反应的可视化探索”,测得溶液电导率随时间变化情况如图2所示,已知电导率与离子浓度(单位体积溶液中的离子数)成正比。请根据图1、图2回答下列问题。
(1)观察到烧杯中______的现象时,证明二者发生反应。
(2)下列说法中正确的是_____(填字母)。
A.ab段电导率下降是因为烧杯内溶液中离子浓度在减小
B.b点时NaOH溶液和稀HCl恰好完全反应
C.a、b、c三点对应的烧杯内溶液中NaCl的质量为:
D.将NaOH溶液换成固体也可以获得类似的图像
(3)实验结束后,小组同学对烧杯中无色溶液的溶质成分进行探究,并构建了一般情况下酸碱反应后溶质情况的思维模型(图3)。
①首先,根据溶液的颜色状态,小组同学推断溶液中溶质成分的组成情况可能是Ⅰ和________(从“Ⅱ、Ⅲ”中选择,不考虑指示剂)。
②随后,为进一步确定溶液中溶质的成分,小组同学可以选用以下试剂中的________(填字母)来鉴定溶质的成分。
A.氧化铜 B.硝酸银 C.碳酸钠 D.锌粒
【答案】(1)溶液由红色变为无色(2)AB(3) Ⅲ A、C、D
【详解】(1)烧杯中是滴入酚酞的NaOH溶液,NaOH溶液呈碱性,能使酚试液变红,当滴加稀盐酸发生反应,NaOH被消耗,溶液碱性减弱,恰好完全反应时溶液呈中性,酚酞变为无色,所以溶液由红色变为无色,证明二者发生反应。
(2)A.ab段发生反应,H+和OH﹣结合成H2O,溶液中离子浓度减少,电导率与离子浓度成正比,所以电导率下降,故说法正确;
B.b点电导率最低,此时溶液中离子浓度最小,说明NaOH和HCl恰好完全反应,生成NaCl和H2O,离子浓度达到最低值,故说法正确;
C.a到b的过程中反应持续进行,NaCl质量不断增加;b到c的过程中不再发生反应,NaCl质量不变,所以,故说法错误;
D.Cu(OH)2是难溶固体,反应过程中离子浓度变化与氢氧化钠溶液不同,无法得到类似图像,错误。
故选AB。
(3)因为反应后溶液是无色的,而酚酞遇碱性溶液会变红,所以溶液中不能有过量的NaOH(即不能是Ⅱ的情况)。因此溶液溶质成分的组成情况可能是Ⅰ(恰好完全反应)和Ⅲ(盐酸过量)。
要确定是否有过量的HCl,可以利用酸的化学性质进行检验
A.氧化铜: 能与盐酸反应,黑色固体溶解,溶液变蓝,可检验;
B.硝酸银: 与氯化钠、盐酸都能反应生成白色沉淀,无法区分是否有盐酸过量,不可检验;
C.碳酸钠: 与盐酸反应产生气泡,可检验;
D.锌粒: 与盐酸反应产生气泡,可检验。
故选A、C、D。
8.科学小组用等质量分数的盐酸和NaOH溶液进行了实验探究。请回答:
(1)在图1实验中,可用_________(填指示剂名称)指示NaOH被盐酸反应完全。
(2)传感器可以更好地指示酸碱反应过程。在图2实验中,用pH传感器测量室温下滴加盐酸过程中溶液的pH,当pH=7时,烧杯中溶液的溶质是_________。
(3)盐酸和NaOH反应会放出热量。保持环境温度不变,在NaOH溶液中插入温度传感器,记录温度数据直到t1时,迅速将等质量、等温度的盐酸倒入其中。在图3中画出后续的温度随时间变化示意曲线_________(绘至温度稳定为止)。
(4)酸与碱的反应在生产和生活中有广泛的应用。用适量的石灰[Ca(OH)2]可以改良酸性土壤(酸性物质以H2SO4为例),写出相应的化学方程式:_________。
【答案】(1)酚酞试液(2)氯化钠/NaCl
(3)(4)Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
【详解】(1)酚酞试液遇酸性溶液、中性溶液不变色,遇碱性溶液变红,所以在图1实验中,可用酚酞试液指示NaOH被盐酸反应完全,该实验中观察到溶液由红色变为无色,说明盐酸反应完全。
(2)pH>7时,溶液显碱性;pH=7时,溶液显中性;pH<7时,溶液显酸性。盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠、水,当pH=7时,是盐酸与氢氧化钠恰好反应,此时烧杯中溶液的溶质是氯化钠。
(3)盐酸和NaOH反应放出热量,所以温度逐渐升高,当反应停止后,温度逐渐降低至原来的温度。图3中后续的温度随时间变化示意曲线,如下图所示:
(4)稀硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙、水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
9.某科学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目化学习,请你一起参与。
【任务一】探究酸和碱之间能否反应
通过pH传感器和温度传感器完成以下实验:向40mL溶质质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,测定溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化情况如图甲所示,利用温度传感器测得反应过程中溶液温度随时间变化的曲线如图乙所示。
(1)如图乙,当33s<t≤40s时,对应溶液中所含溶质的成分为___________(填化学式)。
(2)由图甲得出酸和碱之间发生了反应的依据是___________。
【任务二】经过对中和反应一系列研究后,该兴趣小组又通过实验探究:证明酸与碱反应有水生成。
【查阅资料】a.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;
b.无水醋酸在常温下为无色液体;
c.无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水。
【实验方案】如图丙,首先分别往4支试管中装入对应的试剂,然后迅速塞紧橡胶塞。
(3)能证明酸与碱反应生成水的现象是_____________。
(4)装入试剂后迅速塞紧橡胶塞的目的是________。
【答案】(1)NaCl、HCl/HCl、NaCl
(2)溶液pH逐渐减小至小于7
(3)A、B、C中的固体不变色,D中的固体由蓝色变红色
(4)防止空气中的水蒸气进入试管
【详解】(1)由图可知,33s时温度最高,说明此时恰好完全反应,当33s<t≤40s时,稀盐酸过量,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,故此时溶液中所含溶质的成分为NaCl、HCl;
(2)氢氧化钠溶液显碱性,pH>7,随着反应的进行,pH逐渐减小至小于7,氢氧化钠被消耗,说明氢氧化钠和稀盐酸发生了反应;
(3)无水醋酸、氢氧化钠固体和醋酸钠固体中不含水,而D中无水醋酸与氢氧化钠固体反应生成水,使硅胶变色,能证明酸与碱反应生成水的现象为:A、B、C中的固体不变色,D中的固体由蓝色变红色;
(4)装入试剂后迅速塞紧橡胶塞是为了防止空气中的水蒸气进入试管,干扰实验结果。
10. 在研究“酸与碱之间发生的反应”过程中,向装有200克氢氧化钠溶液的烧杯中,逐滴加入49克20%稀硫酸,边滴边搅拌,二者刚好完全反应。
(1)酸与碱反应的实质是 。
(2)计算所得溶液的溶质质量分数。
(3)查阅资料:已知酚酞溶液的变红色范围是pH在8.2~10.0之间。
若硫酸滴到溶液颜色刚好由红色变为无色时,请在丙图画出此时烧杯中的相关离子的数量柱状图(乙图是反应前烧杯中的离子分布情况)。
【解答】解:(1)酸与碱反应生成盐和水,反应的实质是酸提供的氢离子和碱提供的氢氧根离子反应生成水;
(2)49克20%稀硫酸溶液中硫酸溶质的质量为49g×20%=9.8g;酸碱完全反应后溶液的溶质为硫酸钠,设生成硫酸钠的质量为x,
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
98 142
9.8g x
,x=14.2g;此时所得溶液的溶质质量分数为100%≈5.7%;
(3)若硫酸滴到溶液颜色刚好由红色变为无色时,OH﹣过量(pH在8.2以下),溶液中的溶质为硫酸钠和氢氧化钠,钠离子的数量与硫酸根离子和氢氧根离子的数量之和相等,如图所示:
11. 某科学兴趣小组为了研究氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中放出热量还是吸收热量,取一定量的氢氧化钠稀溶液与稀盐酸反应,反应过程中不断搅拌并及时测量不同时刻溶液的温度与pH,记录数据如下表:
反映时间(秒)
0
25
50
75
100
125
150
175
200
滴入稀盐酸体积(毫升)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
PH
13.2
13.0
12.7
12.4
12.1
7.0
2.0
1.6
1.3
温度(℃)
36.9
37.5
38.0
38.5
38.8
39.2
39.0
38.8
38.6
(1)本次实验是把氢氧化钠溶液滴加到盐酸中还是把盐酸滴加到氢氧化钠溶液? 。
(2)上述过程能够说明氢氧化钠与稀盐酸发生反应的依据是 。
(3)小明提出用氢氧化钠固体来代替氢氧化钠溶液进行实验,测量反应过程中温度的变化情况也能达到同样的实验目的,你是否认同此方案?并说明理由。 。
【解答】解:(1)由表格可知,开始时溶液的pH大于7,最后溶液的pH小于7,可以得出该实验是将稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,故答案为:将稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中;
(2)氢氧化钠与稀盐酸发生反应的依据是开始时,溶液pH大于7,随着稀盐酸的加入,溶液pH减小,直到pH=7,故答案为:开始时,溶液pH大于7,随着稀盐酸的加入,溶液pH减小,直到pH=7;
(3)用氢氧化钠固体来代替氢氧化钠溶液进行实验不能达到实验目的,因为氢氧化钠溶解也会放出热量,故答案为:不认同,因为氢氧化钠溶解也会放出热量。
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第4讲 酸和碱的反应
知识点01 酸碱反应
(一)酸碱反应实验
向盛有氢氧化钠的烧杯中滴人几滴酚酞试液,溶液变红,向变红的溶液中滴加稀盐酸(或稀硫酸),边滴边振荡,溶液颜色变浅直至消失,说明溶液由碱性变为中性或酸性,氢氧化钠和酸发生了反应。
实验过程中溶液中溶质、pH以及颜色的变化
反应进程
溶质
PH
颜色
未滴加稀盐酸
NaOH
pH>7
红色
滴加少量稀盐酸(氢氧化钠过量)
NaOH + NaCl
pH>7
红色
滴加适量稀盐酸(恰好完全反应)
NaCl
pH=7
无色(红色刚好褪去)
滴加过量稀盐酸
NaCl + HCl
pH<7
无色
(1)酸、碱反应实验选用的指示剂是酚酞溶液。如果使用石蕊溶液,溶液由蓝色变为紫色,颜色变化不明显。
(2)实验时用玻璃棒不断搅拌,可以使稀盐酸和氢氧化钠溶液充分接触,反应迅速、完全。
(3)实验时用胶头滴管慢慢滴入,便于控制加入酸的量,同时也为了清楚地看出指示剂颜色的变化,当溶液由红色恰好变为无色时,应立即停止滴加,防止盐酸过量。
通过上述实验现象,溶液由红色变为无色,说明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了反应,其反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
分类
酸入碱
碱入酸
图像
图像
分析
AB段(不含A、B点)
pH____7;
溶质______________
pH____7;
溶质______________
B点(恰好完全中和)
pH____7;
溶质______________
pH____7;
溶质______________
BC段(不含B、C点)
pH____7;
溶质______________
pH____7;
溶质______________
(二)酸碱反应的实质
酸中的H+和碱中的OH-结合生成水,即H+ + OH- = H2O。
知识点02 酸碱(中和)反应的应用
(一)酸碱反应在农业生产中的应用
植物适宜在接近中性( pH在6.5~7.5)的土壤里生长,酸性太强(pH<4或碱性太强(pH>8 )的土壤,都不适宜植物生长。因此利用酸碱(中和)反应的原理,在酸(碱)性土壤中加人适量的碱(酸),调节土壤的酸碱性。如农业上常施加熟石灰[主要含Ca(OH)2 ]来降低土壤的酸性。
注意:改良酸性土壤常使用熟石灰,而不使用碱性、腐蚀性很强的氢氧化钠。
(二)酸碱反应在工业生产中的应用
(1)处理工业废水,解决环保问题。
工业生产中产生大量的废水,其中常含有酸性或碱性物质,不经处理、任意排放,就会造成环境污染。因此利用酸碱(中和)反应的原理,根据不同污水的酸碱性,加人适宜的物质,去除污水的酸碱性,使之达到国家规定的排放标准。
(2)精制石油时,可用氢氧化钠来中和过量的酸。
(三)酸碱反应在医药方面的应用
人体胃液中含有盐酸,如果胃酸过多,会引起胃痛等病症,医疗上常用能与酸反应的碱性物质作为药品降低胃液的pH,使之达到正常范围,减少胃酸常用的药剂有Al(OH)3,其反应的化学反应方程式为Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O。
【注意】蚊虫叮咬是因为蚊虫分泌的酸性物质进入肌肉,使肌肉酸痛。利用酸碱反应的原理,涂上碱性物质如纯碱溶液、肥皂水等以减轻痛痒。
【即学即练1】指示剂可以帮助我们判断酸与碱的反应程度,图中能实现“恰好完全反应”的操作是( )
A.甲:蓝色刚好变成红色 B.乙:红色刚好变为蓝色
C.丙:红色刚好变成无色 D.丁:无色刚好变成红色
【即学即练2】一定温度下,向含有适量酚酞溶液的氢氧化钠溶液中慢慢滴加稀盐酸,溶液温度随加入稀盐酸的质量的变化曲线如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.M点时溶液呈红色 B.N点时溶液pH最小
C.该化学反应放热 D.P点时溶液呈酸性
【即学即练3】某同学在常温下进行了中和反应的实验探究。向20mL0.4%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
【即学即练4】等质量的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,若所得溶液pH=7.0,则( )
A.所用氢氧化钠溶液和稀盐酸的溶质质量分数相等
B.混合溶液中钠离子与氯离子个数相等
C.混合前后水分子总数不变
D.混合前后阳离子总数不变
【即学即练5】根据图片回答问题:
(1)氢氧化钠和盐酸恰好反应的证据是 。反应中,数目减少的离子是 (填符号)。
(2)验证反应后溶液中稀盐酸有剩余,下列操作可行的是 (填字母)。
A.取样,加入CuO粉末 B.取样,滴加NaOH溶液 C.取样,加入CaCO3粉末
D.取样,滴加AgNO3溶液 E.取样,加入铁粉末
课堂练习
1. 取稀盐酸与氢氧化钠反应后的溶液进行实验,下列能说明两者恰好完全反应的是( )
A.滴入硫酸铜溶液,生成蓝色沉淀
B.滴入酚酞试液,溶液显无色
C.加入氧化铜粉末,溶液变蓝色
D.测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1
2. 将25克20%的氢氧化钠溶液和25克20%的稀硫酸充分混合,混合后的溶液与下列物质不能发生反应的是( )
A.氧化铜 B.二氧化碳
C.氯化钡溶液 D.硫酸铜溶液
3. 向盛有稀硫酸的烧杯中加入某种药品,恰好完全反应。反应前后溶液中离子种类及个数关系如图所示。则加入的药品可能是( )
A.锌 B.氧化铁 C.氢氧化钠 D.氢氧化钡
4. 某同学在常温下进行了中和反应的实验探究。向20mL0.4%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点时烧杯中的溶液中的离子只有Na+、Cl﹣
D.在滴入稀盐酸的过程中溶液里Na+浓度变小
5. 某校化学兴趣小组利用数字化传感器探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程,测得烧杯中溶液的pH随滴加液体体积变化的曲线如图所示.下列说法正确的是( )
A.图中a点所示溶液成酸性
B.该实验是将盐酸逐滴滴入到盛有氢氧化钠溶液的烧杯中
C.b点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应
D.图中b点所示溶液中所含的溶质有NaCl和NaOH
6. 酸碱反应的应用十分广泛。下列实例不属于酸碱之间的反应的是( )
A.金属表面锈蚀后,可用稀盐酸进行清洗
B.胃酸分泌过多的病人遵医嘱服用含有氢氧化铝的药物以缓解胃酸
C.蚊虫叮咬人的皮肤分泌出蚁酸,如果涂含碱的药水就可减轻痛痒
D.土壤酸化后加入熟石灰改良
7. 酸和碱反应是一类重要的化学反应。某同学利用图1实验研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,并测量反应过程中溶液的pH和温度的变化情况,得到图2和图3,请回答下列问题:
(1)胶头滴管中A溶液的溶质是: (填化学式)。
(2)要配制50克15%的稀盐酸,需要质量分数为30%的浓盐酸 克。
(3)该兴趣小组同学推断出图3中V的值为12,他的理由是: 。
(4)下列说法正确的是 。
A.图2中b点所示溶液中的溶质是NaCl和HCl
B.取图2中d点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物
C.图2中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
D.图3中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应
8. 某化学兴趣小组三位同学在学习盐酸与氢氧化钠反应后,分别结合自己在实验室中所做的实验,各从不同方面对其进行图象描述。图A是实际操作图,图B是反应过程中溶液的酸碱度变化图,图C是微观粒子结合过程的示意图。根据图B的曲线变化,回答下列问题:
(1)该变化对应的实验操作是将 滴加到另一种溶液中;
(2)当滴入溶液的质量为ag时,溶液中的溶质为 (填化学式);
(3)当溶液的pH=7时,溶液中的主要离子是 、 (填离子符号);
(4)当加入溶液的质量为bg时,向所得溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液是 色。
9. 两个烧杯中分别盛有质量和溶质质量分数都相同的盐酸和氢氧化钠溶液。若将A烧杯中溶液注入B烧杯中,B烧杯中溶液的pH按图甲线①变化,若将B烧杯中溶液注入A烧杯中,A烧杯中溶液的pH按图乙线②变化。
(1)原A烧杯中的溶液是 。
(2)为确定图乙中A点对应的溶液中含有盐酸,可用的试剂是 。(写一种)
10. 中和反应在工农业和生活中有广泛的应用。某学生课外兴趣小组对中和反应进行研究。
(1)对于没有明显实验现象产生的中和反应,如稀盐酸与稀氢氧化钠溶液的反应,要证明它们之间确实发生了化学反应,可通过如下实验来进行。
①在盛有稀氢氧化钠溶液的烧杯中,滴加2~3滴酚酞试液,用胶头滴管吸取稀盐酸逐
滴加入到上述烧杯中,边滴边用玻璃棒搅拌,当观察到 现象时,说明它们之间发生了中和反应,且恰好完全反应;
②将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的稀氢氧化钠溶液中;用数字化仅器对反应过程中溶液的温度、pH进行实时测定,得到的曲线如图1、图2所示:
由图1、图2可知,稀盐酸与稀氢氧化钠已发生中和反应的判断依据是 ;
(2)对于某些有明显实验现象产生的中和反应,如稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应,只要将稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中,观察到 现象,就可说明反应已经发生。
课后巩固
1. 下列叙述正确利用了中和反应原理的是( )
A.用熟石灰和硫酸铜制波尔多液 B.用氢氧化钠可以治疗胃酸过多
C.用盐酸除铁锈 D.用熟石灰改良酸性土壤
2. 小科利用如图甲所示的装置对盐酸和氢氧化钠溶液反应进行探究,测量结果如图乙和图丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中仪器A盛放的是NaOH溶液
B.图乙中a→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
C.图丙中V的数值最接近12
D.图丙中从f→g温度变化趋势可说明该反应是吸热反应
3. 在氢氧化钠溶液中加入一定量的稀硫酸后,下列实验能证明两者恰好完全中和的是( )
A.滴入适量FeCl3溶液,溶液变黄,但无沉淀生成
B.滴入几滴酚酞试液,酚酞试液不变色
C.滴入适量BaCl2溶液和稀硝酸,观察到有白色沉淀
D.测得反应后溶液中Na+与SO42﹣个数比为2:1
4. 在NaCl和HCl的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量。下列图象正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图是利用数字传感技术测定稀硫酸中滴加氢氧化钠溶液反应过程中,溶液导电能力的变化情况(已知在相同条件下,溶液导电能力与溶液中离子导电能力浓度成正比)。下列说法错误的是( )
A.整个过程溶液的导电能力先减弱后增强
B.M点时,溶液中阳离子只有
C.P→Q过程中,溶液pH逐渐减小
D.N点时,溶液中的溶质为和NaOH
6.向氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,如图表示某科学量随稀盐酸加入而变化的图像,根据图像特征,判断该科学量可能是( )
A.水的质量 B.氯化钠的质量 C.溶液的质量 D.氯元素的质量
7.数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。某兴趣小组利用图1装置进行稀盐酸与氢氧化钠溶液的“无明显现象反应的可视化探索”,测得溶液电导率随时间变化情况如图2所示,已知电导率与离子浓度(单位体积溶液中的离子数)成正比。请根据图1、图2回答下列问题。
(1)观察到烧杯中______的现象时,证明二者发生反应。
(2)下列说法中正确的是_____(填字母)。
A.ab段电导率下降是因为烧杯内溶液中离子浓度在减小
B.b点时NaOH溶液和稀HCl恰好完全反应
C.a、b、c三点对应的烧杯内溶液中NaCl的质量为:
D.将NaOH溶液换成固体也可以获得类似的图像
(3)实验结束后,小组同学对烧杯中无色溶液的溶质成分进行探究,并构建了一般情况下酸碱反应后溶质情况的思维模型(图3)。
①首先,根据溶液的颜色状态,小组同学推断溶液中溶质成分的组成情况可能是Ⅰ和________(从“Ⅱ、Ⅲ”中选择,不考虑指示剂)。
②随后,为进一步确定溶液中溶质的成分,小组同学可以选用以下试剂中的________(填字母)来鉴定溶质的成分。
A.氧化铜 B.硝酸银 C.碳酸钠 D.锌粒
8.科学小组用等质量分数的盐酸和NaOH溶液进行了实验探究。请回答:
(1)在图1实验中,可用_________(填指示剂名称)指示NaOH被盐酸反应完全。
(2)传感器可以更好地指示酸碱反应过程。在图2实验中,用pH传感器测量室温下滴加盐酸过程中溶液的pH,当pH=7时,烧杯中溶液的溶质是_________。
(3)盐酸和NaOH反应会放出热量。保持环境温度不变,在NaOH溶液中插入温度传感器,记录温度数据直到t1时,迅速将等质量、等温度的盐酸倒入其中。在图3中画出后续的温度随时间变化示意曲线_________(绘至温度稳定为止)。
(4)酸与碱的反应在生产和生活中有广泛的应用。用适量的石灰[Ca(OH)2]可以改良酸性土壤(酸性物质以H2SO4为例),写出相应的化学方程式:_________。
9.某科学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目化学习,请你一起参与。
【任务一】探究酸和碱之间能否反应
通过pH传感器和温度传感器完成以下实验:向40mL溶质质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,测定溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化情况如图甲所示,利用温度传感器测得反应过程中溶液温度随时间变化的曲线如图乙所示。
(1)如图乙,当33s<t≤40s时,对应溶液中所含溶质的成分为___________(填化学式)。
(2)由图甲得出酸和碱之间发生了反应的依据是___________。
【任务二】经过对中和反应一系列研究后,该兴趣小组又通过实验探究:证明酸与碱反应有水生成。
【查阅资料】a.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;
b.无水醋酸在常温下为无色液体;
c.无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水。
【实验方案】如图丙,首先分别往4支试管中装入对应的试剂,然后迅速塞紧橡胶塞。
(3)能证明酸与碱反应生成水的现象是_____________。
(4)装入试剂后迅速塞紧橡胶塞的目的是________。
10. 在研究“酸与碱之间发生的反应”过程中,向装有200克氢氧化钠溶液的烧杯中,逐滴加入49克20%稀硫酸,边滴边搅拌,二者刚好完全反应。
(1)酸与碱反应的实质是 。
(2)计算所得溶液的溶质质量分数。
(3)查阅资料:已知酚酞溶液的变红色范围是pH在8.2~10.0之间。
若硫酸滴到溶液颜色刚好由红色变为无色时,请在丙图画出此时烧杯中的相关离子的数量柱状图(乙图是反应前烧杯中的离子分布情况)。
11. 某科学兴趣小组为了研究氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中放出热量还是吸收热量,取一定量的氢氧化钠稀溶液与稀盐酸反应,反应过程中不断搅拌并及时测量不同时刻溶液的温度与pH,记录数据如下表:
反映时间(秒)
0
25
50
75
100
125
150
175
200
滴入稀盐酸体积(毫升)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
PH
13.2
13.0
12.7
12.4
12.1
7.0
2.0
1.6
1.3
温度(℃)
36.9
37.5
38.0
38.5
38.8
39.2
39.0
38.8
38.6
(1)本次实验是把氢氧化钠溶液滴加到盐酸中还是把盐酸滴加到氢氧化钠溶液? 。
(2)上述过程能够说明氢氧化钠与稀盐酸发生反应的依据是 。
(3)小明提出用氢氧化钠固体来代替氢氧化钠溶液进行实验,测量反应过程中温度的变化情况也能达到同样的实验目的,你是否认同此方案?并说明理由。 。
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