【考点突破】专题1:酸与碱的反应 2026-2027学年浙教版科学九年级上册
2026-09-19
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摘要:
**基本信息**
聚焦酸与碱的反应实验探究,通过指示剂、温度/pH传感器、产物检验等多样化设计,系统构建反应证据、实质及误差分析的逻辑链,体现科学探究与思维建模。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|反应证据探究|8题|通过指示剂变色、温度变化验证反应发生|从宏观现象(颜色、温度)到微观实质(H⁺与OH⁻结合)|
|产物检验与干扰排除|5题|涉及Cl⁻、SO₄²⁻等离子检验及干扰分析|结合物质溶解性、离子特性构建检验方案|
|数字化实验分析|6题|利用pH/温度/电导率传感器数据曲线分析|数据解读与反应进程(恰好反应、过量)关联|
|反应实质与微观解释|2题|微观粒子变化、离子浓度与电导率关系|从微观离子相互作用理解中和反应本质|
内容正文:
专题1:酸与碱的反应
一、实验与探究题
1.数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。榕榕利用图1装置探究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应,来确定氢氧化钠溶液的质量分数。锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的氢氧化钠溶液,连接温度传感器,然后向锥形瓶中滴入一定浓度的稀盐酸溶液。
(1)观察到图1中锥形瓶中的溶液 ,证明二者刚好完全反应。
(2)根据温度传感器,观察到温度变化如图2所示,问题讨论:
①若榕榕在滴加盐酸的过程中没有同时振荡锥形瓶,求得的氢氧化钠溶液质量分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
②C点时,除指示剂外,锥形瓶中溶液的溶质有 (填化学式)。
(3)根据温度变化,在图3中画出pH值的大致变化趋势。
2.兴趣小组的同学在学习了酸与碱的性质后,从不同角度对“稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后是否反应”进行了如下实践探究:
(1)I.从反应物角度
实验操作:在盛有氢氧化钠溶液的试管中,滴加1滴酚酞试液,再逐滴加入稀盐酸,发现红色褪去。
实验结论:稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后发生了化学反应。
以上实验结论基于的证据是:滴加稀盐酸后发现红色褪去,说明氢氧化钠溶液中的 (填离子符号)数量明显减少。
(2)II.从生成物角度
查阅资料:常温下氢氧化钠与氯化氢气体在乙醇中均易溶,而氯化钠在乙醇中微溶。
实验操作:
①在盛有浓盐酸的锥形瓶中用注射器抽取氯化氢气体(如图甲);
②将注射器中的氯化氢气体缓慢通入盛有氢氧化钠乙醇溶液的试管中(如图乙);
③观察实验现象。
实验结论:稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后发生了化学反应。
操作①中用注射器可以在锥形瓶中抽取氯化氢气体,是因为浓盐酸具有 。
(3)以上实验结论基于的实验现象是: 。
(4)乙图实验中,无水硫酸铜的作用是: 。
3.某小组围绕“盐酸与氢氧化钠溶液的反应”开展项目式学习,通过数字化手段实现反应过程的可视化。
(1)【任务一】证明反应过程中pH的变化
实验一:按图甲装置进行实验,利用pH传感器测得溶液pH随滴加液体体积的变化如图乙所示。
①反应前烧杯中盛放的Y溶液是 。
②图乙中c点所示溶液的溶质为 。
(2)【任务二】证明反应过程中温度的变化
实验二:为探究反应是否放热,在室温下设计以下三组实验,并利用传感器记录溶液温度变化:
第1组:将10mL20%盐酸与10mL蒸馏水混合,实验结果如图丙曲线A;
第2组:将10mL20%氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,实验结果如图丙曲线B;
第3组:将10mL20%盐酸与10mL20%氢氧化钠溶液混合,实验结果如图丙曲线C。
分析图丙所示曲线,支持盐酸与氢氧化钠发生反应的证据是 。
(3)【任务三】证明反应生成氯化钠
实验三:小科同学取反应后的溶液,向其中加入硝酸银溶液,观察到白色沉淀生成,小科认为该现象可以证明所取溶液中一定含有氯化钠。小组同学指出该方法不正确,因为 。
4.为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化,某小组同学设计了几种方法。
(1)方法一:[监测温度]
在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中,温度传感器监测到溶液温度升高,说明该反应 (填“吸热”或“放热”)。
(2)方法二:[观察颜色]
在试管中加入2 mL 某浓度的氢氧化钠溶液,滴入 2 滴酚酞试液,再逐滴加入盐酸,振荡,该过程中溶液的颜色和pH记录如图1所示。
在①中未观察到预期的红色,为探明原因,小组同学查阅到酚酞变色的pH范围为:0~8.2时呈无色,8.2~13 时呈红色,13~14 时呈无色。据此推断,①中a的取值范围是____(填字母)。
A.0~8.2 B.8.2~13 C.13~14
(3)方法三:[检验产物]
同学 A 向氢氧化钠和盐酸反应后的试管中滴加几滴硝酸银溶液,观察到有白色沉淀生成,于是得出氢氧化钠和盐酸发生了化学反应的结论。你是否赞同他的观点?回答并说明理由: 。
(4)[迁移应用]
如图2所示,同学 B利用无水硅胶验证醋酸与氢氧化钠能否发生反应。无水硅胶具有吸水性,吸水后由蓝色变为红色。该同学依次向试管中加入醋酸溶液和氢氧化钠溶液,发现试管中的无水硅胶由蓝色变为红色。该现象是否可以证明醋酸溶液与氢氧化钠溶液发生了反应?回答并说明理由: 。
5.为实现氢氧化钠溶液和稀盐酸反应现象的可视化,某兴趣小组设计如下实验:
(1)【监测温度】
在氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中,温度传感器监测到溶液温度升高,说明该反应 (填“吸热”或“放热”)。此反应的微观实质是 。
(2)【观察颜色】
在试管中加入 2mL 某浓度的氢氧化钠溶液,滴入 2 滴酚酞溶液作指示剂,再逐滴加入盐酸,振荡,该过程中溶液的颜色和 pH 记录如图所示。
在①中未观察到预期的红色,为探明原因,小组同学查阅到酚酞变色范围如下:
0<pH<8.2 时呈无色; 8.2<pH<13 时呈红色; pH>13 时呈无色。据此推断, ①中a的取值范围是( )(填字母)
A.0<a<8.2 B.8.2<a<13 C.a>13
(3)一段时间后,重复(2)实验,观察到滴加盐酸的过程中有少量气泡生成,原因是 。
6. 某科学实验小组在探究活动中发现,氢氧化钠溶液和稀硫酸混合后没有明显现象,它们是否发生了反应呢?同学们设计了如图甲实验进行探究。
(1)实验过程中,随着稀硫酸的加入,同学们发现容器内溶液颜色由红色变为无色,由此得出稀硫酸会与氢氧化钠反应。你是否认同以上结论,并说明理由: 。
(2)实验过程中,观察到pH传感器变化如图乙,对图中d点分析,存在的溶质为
(3)经过学习,同学们了解到该反应为放热反应,对应图乙中 点温度最高。
(4)现有硫酸铜溶液、碳酸钠溶液和氯化钡溶液3种试剂,请选择其中1种试剂,写出简要步骤及判断依据,说明硫酸与氢氧化钠能发生反应: 。
7.科学兴趣小组同学对氢氧化钠与盐酸是否发生化学反应进行如下实验探究。
(1)【实验一】借助指示剂的颜色变化判断反应是否发生,如图1所示。观察到 现象,得到氢氧化钠和盐酸发生反应。
(2)【实验二】借助反应前后的温度变化来判断反应是否发生,如图2所示。将盛有氢氧化钠固体的燃烧匙伸入稀盐酸中,观察到U形管中右侧红墨水液面上升,该现象能不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应?并说明理由 。
(3)【实验三】小组成员提出还可利用pH传感器和温度传感器来判断反应是否发生,如图3所示。图4是pH变化曲线,图5是温度变化曲线,请分析A中的液体是 。图5中的M与图4中的 (填““X””、“Y””或“Z”)数值相等
8.小科对酸、碱之间发生反应后得到溶液的溶质组成进行了探究。
(1)小科将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中(如图所示)。实验所得的溶液中溶质组成有 种可能情况,且一定含有的溶质是 。
(2)小科向反应后的烧杯中滴加碳酸钠溶液,观察到溶液有气泡产生说明原反应所得溶液的溶质为 。
(3)小明认为,在上述反应后的溶液中滴加无色酚酞试液,也能确定所得溶液的溶质成分。请对小明的说法作出评价。
9.通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。为探究酸碱中和反应的实质,实验小组的同学向 Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。于是进行以下改进实验:
(1)甲同学向滴有酚酞的 Ba(OH)2溶液中,逐滴滴加稀盐酸,溶液的离子种类如图1所示,其中能使酚酞试液变红的是 。(填图中序号)
(2)如图2所示,乙同学向 Ba(OH)2溶液中通入HCl气体,测定该过程中溶液pH和温度变化,实验结果如图3(溶液体积的变化可忽略)。
①根据实验结果,下列说法正确的是 ____。
A.可以根据温度变化来判断酸碱是否完全反应
B.可以根据pH变化曲线获得酸碱中和反应的本质原因
C.将 Ba(OH)2溶液换成相应浓度的NaOH溶液也可以获得类似图像
(3)丙同学向滴有酚酞的 Ba(OH)2溶液中通入少量HCl气体,溶液依然是红色,此时溶液可能处于图3中的 ( )点。
A.a B.b C.c D.d
(4)丁同学改用 Ba(OH)2与稀H2SO4混合,溶液出现了白色沉淀,他据此认为 与 发生了中和反应。你认为是否合理,并说明理由 。
10.小科根据课本探究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应(如图甲)后,利用温度传感器和pH传感器进行了 (如图乙)的进一步探究。图丙和图丁分别是烧杯内溶液pH变化图像和温度变化图像。
根据小科的实验完成下列各题:
(1)甲图中滴入稀盐酸前,烧杯内液体呈 色,该实验说明两者发生反应的证据是 。
(2)根据图丙的pH变化图像可知,X溶液是 。
(3)分析图丁温度变化图像,可得出的结论是 。
11.无明显现象反应的可视化是一项重要的课题,某小组以“探究稀盐酸与氢氧化钠溶液是否反应”为主题展开化学反应可视化研究。
(1)【查阅资料】酚酞试液在不同的pH颜色变化情况如表:
pH
0~8.2
8.2~10.0
10.0~14.0
颜色
无色
粉红色
红色
步骤一:取一定量氢氧化钠溶液于烧杯中,滴加2滴酚酞试液,溶液呈 色。
步骤二:用胶头滴管吸取足量稀盐酸向烧杯中逐滴加入,边滴加边搅拌,溶液颜色变浅直至消失。
(2)【分析讨论】兴趣小组认为上述现象的产生有两种可能:
① 因为加入的稀盐酸中的水稀释了氢氧化钠溶液使其pH低于上表中的 (填数值)所致。
② 稀盐酸中的H+离子和氢氧化钠溶液中的 离子反应导致pH降低。
(3)【改进探究】小舟用玻璃棒蘸取步骤二后的溶液,在酒精灯上加热至蒸干,得到白色固体。将白色固体溶于水并滴加CuSO4溶液,振荡、静置,观察到 (填现象),说明白色固体不是NaOH,证明HCl与NaOH溶液确实发生了反应。
12.化学反应过程中常伴随着能量的变化。兴趣小组利用如图装置,对“盐酸与氢氧化钠反应是否对外放热”进行探究。
【实验过程】检查装置气密性良好;通过分液漏斗将稀盐酸滴入盛有氢氧化钠溶液的烧瓶中,观察到玻璃管中的红墨水向右移动。
【实验结论】盐酸与氢氧化钠反应用对外放热。
【实验改进】
小科同学对以上实验方案提出质疑,并设计了如下表所示的对比实验。
组别
药品 A
药品 B
实验现象
实验结论
实验①
20mL 4%盐酸
20mL4%氢氧化钠溶液
盐酸与氢氧化钠反应对外放热
实验②
20mL 4%盐酸
20mL 蒸馏水
实验③
20mL 蒸馏水
20mL4%氢氧化钠溶液
(1)请根据表中信息,推测小科提出的质疑:
(2)根据小科得出的实验结论,请把表中的实验现象补充完整。
【实验反思】盐酸与氢氧化钠反应对外放热的微观本质是什么?
猜想1:放热源于 H+与OH-的结合;猜想2: ……
为了验证猜想1,兴趣小组设计了实验④:在上述装置中,将20mL4%的硫酸溶液和20mL4%的氢氧化钾溶液混合,观察实验现象。
请提出猜想2:
(3)为了验证猜想2,需增设实验⑤,该实验所需的药品为:
13.为认识酸和碱的性质,某化学学习小组进行了如下实验。某同学借助图甲中传感器对NaOH溶液与稀盐酸的中和反应进行研究,三颈烧瓶中盛放溶液X,反应过程中溶液pH及温度变化如图乙。
(1)由图乙可判断溶液X是 ,c点溶液中的溶质成分为 (填化学式)。
(2)分析图乙可得该反应过程中 热量的结论(填“吸收”或“放出”)。
(3)下列能说明稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应的是____(填字母)。
A.测定溶液的pH=7
B.滴入适量CuCl2溶液,无沉淀产生
C.滴入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成
D.测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1
14.盐酸与氢氧化钠溶液的反应无明显现象,小黄尝试从不同角度设计实验,实现该反应过程的“可视化”观察。
(1)基于pH变化的角度:小黄借助pH传感器与计算机系统设计了图甲实验装置,采集溶液pH与滴加液体体积的数据绘制成图乙曲线。
① 分析可知,小黄是将 滴加到另一溶液中,图中B 点对应的溶质为 。
② 相比实验室常用的pH试纸(如图丙),本实验选用pH传感器的优点是 。
(2)基于电导率变化的角度:电导率是衡量溶液导电能力的物理量,在相同条件下,电导率与溶液中离子浓度(单位体积的溶液中所含离子数目)成正比。向一定量盐酸中滴加离子浓度相同的氢氧化钠溶液,测得溶液电导率变化曲线如图丁所示,据图分析LM段电导率下降的可能原因是 。
15.数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。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)观察到烧杯中溶液由 色变为无色,证明二者发生反应。
(2)下列说法中正确的是____(填字母)。
A.b 点时 NaOH 溶液和稀HCl 恰好完全反应
B.ab段电导率下降是因为烧杯内溶液中离子总数在减少
C.a、b、c三点对应的烧杯内溶液中NaCl的质量为:
D.将 NaOH 溶液换成相应浓度的 Ba(OH)2溶液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)。
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)。
(4)随后,为进一步确定溶液中溶质的成分,小组同学不能选用以下药品中的____(填字母)来鉴定溶质的成分。
A.氢氧化铜 B.锌粒 C.碳酸钠 D.硝酸银
16.某科学兴趣小组对物质的化学变化进行了项目式学习。
【项目主题】通过现象识别物质的化学变化
【任务设计与实施】
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)在实验后的交流中,有同学认为图甲中AB段pH减小即可作为酸碱反应的证据,无需进行 BC段实验。你是否同意此观点并阐述理由 。
(3)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。
能证明酸与碱反应生成水的现象是 ;
任务三:梳理项目成果
(4)汇报展示:小组同学构建思维模型如右:思维模型中, “”处,应填写的内容是 。
通过对现象的观察、分析,可以帮助我们更好地识别物质的化学变化。
17.在探究氢氧化钠与稀盐酸是否发生中和反应时,常需要借助明显的现象或产物检验来获取证据,某科学小组同学进行了如下探究:
(1)【指示剂变色】
小柯向氢氧化钠溶液中滴加2滴酚酞溶液,再逐滴滴加稀盐酸(如图1),观察到溶液由红色变为无色。下列方法能说明两者恰好完全反应的是( )
A.再滴一滴稀盐酸,溶液呈无色
B.再滴一滴稀盐酸,溶液呈红色
C.再滴一滴氢氧化钠溶液,溶液呈红色
D.再滴一滴氢氧化钠溶液,溶液呈无色
(2)【产物检验】
方法1:小红将氢氧化钠溶液与稀盐酸混合,再向混合溶液中加入硝酸银溶液,观察到有白色沉淀生成,证明反应生成了氯化钠。你认为结论是否合理并说明理由:
方法2:小组同学另取足量稀盐酸与一定量氢氧化钠溶液混合,将溶液蒸发结晶,再将所得晶体溶解,测得溶液pH (填“>”“=”或“<”)7,证明氢氧化钠和稀盐酸发生了反应。
(3)【能量变化】
为从热量变化角度获取反应发生的证据,小华设计了如图2所示的实验装置。若氢氧化钠溶液与稀盐酸能反应,U形管中液面会出现的现象是
18.兴趣小组的同学在学习了酸与碱的性质后,从不同角度对“稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后是否反应”进行了如下实践探究:
(1)I.从反应物角度
实验操作:在盛有氢氧化钠溶液的试管中,滴加1滴酚酞试液,再逐滴加入稀盐酸,发现红色褪去。
实验结论:稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后发生了化学反应。以上实验结论基于的证据是:滴加稀盐酸后发现红色褪去,说明氢氧化钠溶液中的 (填离子符号)数量明显减少。
(2)II.从生成物角度
查阅资料:常温下氢氧化钠与氯化氢气体在乙醇中均易溶,而氯化钠在乙醇中难溶。白色无水硫酸铜遇水会和水反应生成蓝色晶体。
【实验操作】①在盛有浓盐酸的锥形瓶中用注射器抽取氯化氢气体(如图甲);
②将注射器中的氯化氢气体缓慢通入盛有氢氧化钠乙醇溶液的试管中(如图乙);
③观察实验现象。
【实验结论】稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后发生了化学反应。操作①中用注射器可以在锥形瓶中抽取氯化氢气体,是因为浓盐酸具有
(3)以上实验结论基于的实验现象是
(4)乙图实验中,为了得到干燥的氯化氢气体无水硫酸铜的作用是
19.酸碱反应是初中阶段重要的一类反应,同学们开展了有关的项目式学习。
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试液,再以相同的速度同时滴加 a、b、c三份不同浓度的盐酸,得到溶液的pH 随时间变化的曲线,如图甲所示。
(1)由图甲可知,实验中所用盐酸的浓度由大到小的顺序为 ,最先使溶液红色褪去的是盐酸 (选填“a”“b”或“c”),20 min时溶液的酸性由强到弱的顺序为 。
(2)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:
①将10 mL20%的盐酸与10 mL 蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
② ? 混合,测量溶液温度的变化。
③将10 mL 20%的盐酸与 10 mL 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,如图乙所示。
实验②中待补充的内容为 。
(3)实验中能证明氢氧化钠和盐酸发生了反应的证据是 。
(4)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,溶液的导电性越强,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丙所示。
mn段曲线下降的原因是 。
(5)图丁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 (填序号)。
20.某同学将稀硫酸逐滴加入氢氧化钠溶液中(如图甲)。
(1)根据图甲实验,判断图乙中B 点试管中溶质的组成是 。
(2)为确定反应后溶液中溶质组成,他进行了以下实验探究。(已知BaCl2溶液和Na2SO4溶液呈中性)
【建立猜想】猜想①:氢氧化钠过量;猜想②:稀硫酸过量;猜想③:两者恰好完全反应。
【实验设计】如表中步骤进行探究
步骤
实验操作
实验现象
结论
I
取少量反应后溶液于试管中,滴入少量无色酚酞
溶液不变色
猜想①不成立
Ⅱ
重新取样,滴加少量紫色石蕊试剂
猜想②成立
Ⅲ
继续滴加过量的 BaCl2溶液
产生白色沉淀
(3)【评价改进】
评价指标
优秀
合格
待改进
实验结论与步骤的合理性
实验结论科学合理,且步骤无重复
实验结论存在错误,或步骤存在重复
实验结论存在错误,且步骤存在重复
根据评价量表,此同学探究过程的评价等级为 ,理由 。
21.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。若要证明反应发生,实验思路有两条:①验证反应物消失;②验证有新物质生成。
(1)从甲试管中取少量反应后溶液并滴入无色酚酞,溶液不变色,得出盐酸与氢氧化钡已经发生反应的结论。其实验原理所选用的思路是 (填“①”或“②”)。
(2)根据图乙,从微观角度分析氢氧化钡与盐酸反应的实质是 。
答案解析部分
1.【答案】(1)由红色恰好变为无色
(2)偏大;、
(3)
【知识点】酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;pH值的测量及方法;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)酚酞溶液遇到碱性溶液呈红色,遇到中性或酸性溶液不变色;氢氧化钠溶液呈碱性,滴入酚酞试液变红色;
(2)中和反应放热,本实验通过温度达到最高点判断反应恰好完全,从而确定消耗盐酸的量,计算氢氧化钠的质量分数;
(3)根据题中信息将稀盐酸滴入强氧化钠溶液中,开始时只有氢氧化钠,PH大于7,滴入稀盐酸后,稀盐酸能与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,PH减小,当稀盐酸过量,PH减小到趋于接近稀盐酸的pH值。
【解答】(1)锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的氢氧化钠溶液,容易呈红色,滴入稀盐酸,稀盐酸与氢氧化钠发生中和反应生成盐和水,当二者恰好完全反应时,溶液呈中性,酚酞在中性溶液中为无色;因此当观察到溶液由红色恰好变为无色,且半分钟内不恢复红色时,证明二者刚好完全反应,故答案为:由红色恰好变为无色。
(2)①若滴加盐酸时没有振荡,会导致盐酸和氢氧化钠不能及时充分反应,盐酸已经过量后反应才完全放热,温度才达到最高点,测得消耗盐酸的体积偏大;由于盐酸浓度已知,计算得到的氢氧化钠质量偏大,因此求得的氢氧化钠溶液质量分数会偏大,故答案为:偏大。
②稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,由图2可知C点在温度最高点(恰好完全反应点)之后,此时稀盐酸已经过量,因此除指示剂外,溶液中的溶质为反应生成的,以及过量的,故答案为:、。
(3)原锥形瓶中是氢氧化钠溶液,初始;随着稀盐酸的滴入,氢氧化钠被不断中和,PH逐渐减小,恰好完全反应时PH=7;盐酸过量后PH< 7,最终随着盐酸继续加入,PH逐渐趋近于稀盐酸的pH,整体变化趋势是从大于7开始,逐渐下降,最终趋近于某一小于7的值,故答案为:。
2.【答案】(1)OH-
(2)挥发性
(3)有沉淀析出
(4)吸收氯化氢气体中的水分
【知识点】酸与碱的反应及用途;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)酚酞试液遇到碱性溶液变成红色,而红色的浓度取决于其中OH-离子的浓度,即浓度越大,则红色越浓;
(2)根据浓盐酸的挥发性解答;
(3)氢氧化钠和氯化氢反应生成氯化钠和水,而氯化钠在乙醇中微溶,因此会看到有晶体析出;
(4)无水硫酸铜吸收水后变成蓝色,可以检验水蒸气的存在并吸收部分水蒸气。
【解答】 (1)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,但酚酞溶液遇中性或酸性溶液不变色,则滴加稀盐酸后后发现红色褪去,说明氢氧化钠溶液中的OH-数量明显减少。
(2)操作①中用注射器可以在锥形瓶中抽取氯化氢气体,是因为浓盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体。
(3)稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后发生化学反应,生成氯化钠和水,因为氯化钠在乙醇中微溶,如果溶液中有沉淀析出,则证明盐酸与氢氧化钠发生反应。
(4)乙图实验中,无水硫酸铜的作用是吸收氯化氢气体中的水分。
3.【答案】(1)氢氧化钠溶液;氯化钠和氯化氢(或NaCl、HCl);
(2)第3组实验(曲线C)的溶液温度升高幅度远大于第1组和第2组;
(3)盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀。
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)①根据溶液pH与酸碱性关系,结合图像分析;
②根据氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,结合图像分析;
(2)根据图像分析;
(3)盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀。
【解答】(1)①由图乙可知,初始溶液pH>7,呈碱性,所以反应前烧杯中盛放的Y溶液是氢氧化钠溶液(X溶液为稀盐酸)。故答案为:氢氧化钠溶液;
②c点时pH<7,说明稀盐酸过量,此时溶液中的溶质为反应生成的氯化钠和过量的氯化氢。故答案为:氯化钠和氯化氢(或NaCl、HCl);
(2)曲线C的温度升高幅度远大于曲线A和曲线B,说明盐酸与氢氧化钠混合时放出的热量,不是单纯稀释时的热量变化,而是二者发生反应放出了热量,因此支持反应发生的证据是:第3组实验(曲线C)的溶液温度升高幅度远大于第1组和第2组。故答案为:第3组实验(曲线C)的溶液温度升高幅度远大于第1组和第2组;
(3)稀盐酸中含有氯离子,向反应后的溶液中加入硝酸银溶液,即使没有生成氯化钠,也会与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,因此该方法不正确的原因是:盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,无法证明溶液中一定含有氯化钠。故答案为:盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀。
4.【答案】(1)放热
(2)C
(3)不同意,因为无论氢氧化钠和盐酸是否发生反应,溶液中都有存在,都会形成 AgCl沉淀
(4)不能,因为溶液中本身具有水分,不能说明两种物质发生了反应
【知识点】化学反应中能量的变化;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途;酸、碱、盐的鉴别
【解析】【分析】()溶液温度升高,说明吸收了热量,可知反应放热。
(2)根据酚酞在13-14之间为无色,和氢氧化钠溶液呈碱性进行分析。
(3)盐酸和氯化钠中均含有氯离子,可知反应不论是否发生,都会有白色沉淀生成。
(4)溶液中的水也会使硅胶变色,不能说明水是反应生成的。
【解答】(1)反应过程中溶液温度升高,说明反应放出热量,使体系温度上升。
(2)氢氧化钠溶液呈碱性,由“ 酚酞变色的pH范围为:0~8.2时呈无色,8.2~13 时呈红色,13~14 时呈无色 ”可知,①中溶液无色是因为pH大于13。
故答案为:C。
(3)盐酸本身就会解离出,即使氢氧化钠和盐酸没有反应,加入硝酸银后,也会和结合生成AgCl白色沉淀,因此无法证明反应发生。
(4)无水硅胶变色说明有水生成,但是醋酸溶液本身就含有水,加入氢氧化钠后,醋酸中的水也会使无水硅胶变色,因此无法证明水是反应生成的,不能证明反应发生。
5.【答案】(1)放热;
(2)C
(3)氢氧化钠溶液变质,溶液中含有碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体
【知识点】酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途;酸的化学性质;碱的化学性质
【解析】【分析】(1) 反应过程中溶液温度升高,说明反应向外释放热量,因此该反应为放热反应。
酸碱中和反应的实质均为氢离子与氢氧根离子结合成水分子。 。
(2)根据pH越大,碱性越强,以及“ ,小组同学查阅到酚酞变色范围如下:
0<pH<8.2 时呈无色; 8.2<pH<13 时呈红色; pH>13 时呈无色”进行分析。
(3)根据碱与酸性氧化物反应生成碳酸盐,和碳酸盐与酸反应生成二氧化碳气体进行分析。
【解答】(1)反应放热,导致溶液温度升高,所以温度传感器示数变大。
氢氧化钠和稀盐酸发生中和反应,属于酸碱反应,酸碱中和反应的微观实质是:氢离子与氢氧根离子结合成水分子。
(2)向氢氧化钠中加入盐酸,溶液碱性减弱,pH减小,①碱性最强,此时为无色,是因为溶液的pH大于13。
故答案为:C。
(3)氢氧化钠会吸收空气中的二氧化碳,变质成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,所以观察到有少量气泡生成。
6.【答案】(1)认同,红色变为无色说明氢氧化钠被反应完了
(2)
(3)c
(4)取硫酸铜,向反应后的液体中加入硫酸铜,若没有产生蓝色沉淀,说明两者发生反应(或取碳酸钠,向反应后的液体中加入碳酸钠,若没有产生气泡,说明两者发生反应)
【知识点】酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
(2)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性,据此分析过量的反应物种类。
(3)反应放热,恰好完全反应时,溶液温度最高。
(4)根据硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀或碳酸钠与硫酸反应生成生成二氧化碳气体进行分析,注意氯化钡与硫酸和硫酸钠均会生成白色沉淀,所以不能用于检验是否存在硫酸。
【解答】(1)氢氧化钠溶液呈碱性,可使无色酚酞试液变红,若加入稀硫酸后红色褪去变为无色,说明溶液中氢氧化钠已经被消耗,不再呈碱性,因此可以证明稀硫酸和氢氧化钠发生了反应。
(2)氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,d点pH小于7,溶液呈酸性,说明稀硫酸已经过量,因此溶液中除了反应生成的硫酸钠,还有过量的硫酸,溶质为。
(3)c点pH等于7,说明恰好完全反应,此时放热最多,温度最高。
(4)硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀,若没有蓝色沉淀生成,说明氢氧化钠被消耗,氢氧化钠与硫酸发生反应;
碳酸钠与硫酸反应生成生成二氧化碳气体,若加入碳酸钠后没有气泡生成,说明硫酸被消耗,氢氧化钠与硫酸发生反应;
氯化钡与硫酸钠和硫酸均会生成白色沉淀,不能用于检验是否存在硫酸,氯化钡与氢氧化钠反应,所以也不能用于检验是否含有氢氧化钠。
故答案为:取硫酸铜,向反应后的液体中加入硫酸铜,若没有产生蓝色沉淀,说明两者发生反应(或取碳酸钠,向反应后的液体中加入碳酸钠,若没有产生气泡,说明两者发生反应)。
7.【答案】(1)溶液由红色变为无色
(2)不能,因为NaOH固体溶于水也会放热,使装置内压强增大,导致形管右侧液面上升
(3)稀盐酸;Y
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途;碱的物理性质及用途;化学变化现象
【解析】【分析】(1)酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
(2)根据氢氧化钠固体溶于水也会放热进行分析。
(3)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
【解答】(1)氢氧化钠溶液呈碱性,酚酞遇碱性溶液会变红;氢氧化钠与盐酸发生中和反应:HCl + NaOH = NaCl + H2O,反应后溶液碱性逐渐消失,变为中性或酸性,酚酞在中性/酸性溶液中为无色。因此当观察到溶液由红色变为无色时,可证明氢氧化钠和盐酸发生了反应。
(2)氢氧化钠固体溶解于水本身就会放出大量的热,使装置内空气受热膨胀,也会导致U形管右侧红墨水液面上升,因此该现象无法区分热量是固体溶解放出,还是中和反应放出,不能证明氢氧化钠和稀盐酸发生了反应。
(3)由图4可知,反应前烧杯内液体的pH大于7,呈碱性,可知为氢氧化钠,则A中的液体是盐酸。
M点温度最高,反应前后完全,此时溶质只有氯化钠,呈中性,pH等于7,对应的是图4中的Y点。
8.【答案】(1)三;
(2)和
(3)说法不正确,如果酚酞不变色,溶液可能是恰好完全反应的中性溶液,也可能是稀盐酸过量的酸性溶液,无法确定溶质成分。
【知识点】酸与碱的反应及用途;酸、碱、盐的鉴别
【解析】【分析】(1)稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,根据反应物是否过量分析生成物的种类;
(2)碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳气体;
(3)酚酞试液的变色规律是:遇碱性溶液变红,遇中性、酸性溶液都不变色。
【解答】(1)将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中发生的反应是,当量不足时,有剩余,还有生成的,即溶质有、;当和恰好完全反应时,溶质有,当过量时,溶质有、;因此溶质可能存在以下三种和、、和,且一定含有的是,故答案为:三;;
(2)反应后的烧杯中滴加碳酸钠溶液,观察到溶液有气泡产生,说明溶液中含有过量的,故答案为:和;
(3)如果酚酞不变色,溶液可能是恰好完全反应的中性溶液,也可能是稀盐酸过量的酸性溶液,无法确定溶质成分,故答案为:说法不正确,如果酚酞不变色,溶液可能是恰好完全反应的中性溶液,也可能是稀盐酸过量的酸性溶液,无法确定溶质成分。
9.【答案】(1)②
(2)A;B;C
(3)B
(4)不合理,沉淀是由钡离子与硫酸根生成的,不能说明氢离子与氢氧根是否发生反应
【知识点】酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)①反应前后不变,由方程式可知,为钡离子;②反应后消失,为氢氧根离子;③反应后才出现,为氯离子。
(2)放热反应随着反应的进行,溶液温度会逐渐升高,温度降低,说明反应结束,热量散失。
(3)酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(4)根据中和反应的实质进行分析,即要验证的是氢离子是否与氢氧根离子发生反应。
【解答】(1)滴加前,溶液中含有的离子是钡离子和氢氧根离子,滴入盐酸后,盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水,氯化钡电离成钡离子和氯离子,可知反应前后钡离子没有发生改变,氢氧根离子减少,由图1可知,②在反应后消失,可知②为氢氧根离子,其使溶液呈碱性,使酚酞变红。
(2)A、由图可知,溶液温度先升高后降低,可知反应为放热反应,反应结束后由于存在热传递,所以溶液的温度降低,可知可以通过温度变化来判断反应是否完全,故A正确;
B、由图3可知,反应前溶液的pH大于7,反应后pH小于7,可知溶液中的氢氧根离子被消耗可得酸碱中和反应的本质是氢离子和氢氧根离子结合成水分子,故B正确;
C、将氢氧化钡改为氢氧化钠,反应的实质仍为氢离子和氢氧根离子结合成水分子,可知也可以获得类似图像,故C正确。
故答案为:ABC。
(3)溶液依然是红色,说明氢氧化钡过量,溶液仍呈碱性,pH大于7,由图3可知,对应的是b点(a点还没有通入氯化氢气体) 。
故答案为:B。
(4)中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水分子, Ba(OH)2与稀H2SO4混合,溶液出现了白色沉淀,是因为钡离子与硫酸根发生反应,生成了硫酸钡白色沉淀,该现象与氢离子和氢氧根离子无关,可知不能说明氢氧化钡和硫酸发生了中和反应。
10.【答案】(1)红;溶液由红色变为无色
(2)氢氧化钠溶液
(3)氢氧化钠与盐酸反应放热
【知识点】酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
(2)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(3)溶液刚开始温度逐渐升高,说明反应放热。
【解答】(1)氢氧化钠溶液呈碱性,酚酞在碱性条件下呈红色,加入盐酸,与氢氧化钠反应,溶液不再呈碱性,将观察到溶液由红色变为无色。
(2)由图丙可知,溶液pH小于7,加入X后溶液pH变大,直至大于7,最终溶液呈碱性,可知X为氢氧化钠溶液。
(3)由图可知,溶液的温度逐渐升高后降低,溶液温度升高,说明盐酸与氢氧化钠反应放出热量,温度降低是因为反应结束,热量散失。
11.【答案】(1)红
(2)8.2;OH-
(3)没有蓝色沉淀生成
【知识点】酸碱指示剂及其性质;溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)酚酞在碱性条件下变红,在中性和酸性条件下无色。
(2)由表中数据进行分析,pH小于8.2时,酚酞不会变红。
(3)氢氧化钠与硫酸铜反应的方程式为,现象是有蓝色沉淀析出。
【解答】(1)氢氧化钠溶液呈碱性,可以使酚酞变红。
(2)溶液变为无色,由表中数据可知,此时溶液的pH值小于8.2。
盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的实质是氢离子与氢氧根离子结合成水分子。
(3)若含有氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸铜反应会生成氢氧化铜蓝色絮状沉淀,可知没有观察到蓝色絮状沉淀,说明固体不是氢氧化钠。
12.【答案】(1)盐酸或氢氧化钠溶液与水混合放出热量
(2)实验①玻璃管红墨水向右移动距离大,实验②③玻璃管红墨水向右移动距离小。;放热源于和的结合
(3)20mL4%氯化钠溶液和20mL蒸馏水
【知识点】化学反应中能量的变化;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)根据表中数据的差异进行分析,可能是物体与水混合放热,而不是反应放热。
(2)根据实验反应的实质以及猜想1的内容确定猜想2的内容。
(3)验证猜想2时需注意排除氢离子与氢氧根离子的干扰,验证钠离子与氯离子的结合是否放热。
【解答】(1)由表中数据可知, ②和③分别用盐酸+蒸馏水、蒸馏水+氢氧化钠,说明小科质疑的是药品单独与水混合可能放热,需排除干扰。
(2)实验结论为:盐酸与氢氧化钠反应对外放热,可以同时加入盐酸和氢氧化钠的实验①中:玻璃管红墨水向右移动距离大,而实验②③玻璃管红墨水向右移动距离小。
氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,猜想1认为是氢离子与氢氧根离子结合生成水放出热量,则猜想2为:结合放出热量。
(3)验证猜想2需排除H+与OH-的影响,通过中性盐(如NaCl)与水的混合,观察是否放热,故药品为20mL4%氯化钠溶液和20mL蒸馏水。
13.【答案】(1)氢氧化钠;氯化钠和盐酸
(2)放热
(3)A;D
【知识点】酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)酸碱中和反应的 pH 变化规律:氢氧化钠溶液呈碱性,pH 大于 7;稀盐酸呈酸性,pH 小于 7。中和反应过程中,溶液 pH 会从大于 7 逐渐减小至 7,再小于 7。反应过程中温度升高,说明该反应为放热反应。
(2)中和反应的产物与过量判断:氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水。若反应后溶液 pH 小于 7,说明盐酸过量,此时溶液中的溶质包括生成的氯化钠以及过量的氯化氢。
(3)中和反应恰好完全反应的判定依据:恰好完全反应时,溶液呈中性,pH=7;需排除仅通过离子浓度或反应现象判断时的干扰因素(如氯离子的存在、氢氧化钠过量时的无沉淀现象等)。
【解答】(1)由图乙可知,反应开始时溶液 X 的 pH 大于 14,呈强碱性,随着另一种溶液滴入,pH 逐渐减小,符合向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的 pH 变化特征,因此溶液 X 是氢氧化钠。
c 点时溶液的 pH 小于 7,说明盐酸过量。氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,因此 c 点溶液中的溶质为生成的NaCl以及过量的HCl。
(2)从图乙中可以看出,随着反应进行,溶液的温度逐渐升高,说明该中和反应过程中放出热量。
(3)A、测定溶液的 pH=7,说明溶液呈中性,此时氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应,A 正确;
B、滴入适量 CuCl2溶液,无沉淀产生,只能说明溶液中没有过量的 NaOH,但无法确定是否有盐酸过量,不能证明恰好完全反应,B 错误;
C、滴入 AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成。由于反应生成的 NaCl 和过量的 HCl 中都含有 Cl-,都能与 AgNO3反应生成沉淀,因此无法证明恰好完全反应,C 错误;
D、测得溶液中 Na+与 Cl-的个数比为 1:1,说明溶液中没有过量的 NaOH(Na+:OH-=1:1)也没有过量的 HCl(H+:Cl-=1:1),恰好完全反应,D 正确。
故答案为:(1)氢氧化钠;NaCl、HCl;
(2)放出;
(3)AD。
14.【答案】(1)盐酸;NaCl;精确度更高(其他合理答案均可)
(2)随着氢氧化钠溶液的加入,氢离子和氢氧根结合形成水,导致溶液中离子浓度降低,电导率下降
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)常温下pH小于7的溶液呈酸性,pH等于7的溶液呈中性,pH大于7的溶液呈碱性。
(2)根据“ 在相同条件下,电导率与溶液中离子浓度(单位体积的溶液中所含离子数目)成正比 ”以及氢氧化钠和盐酸反应的生成物进行分析。
【解答】(1)由图可知,溶液开始时pH大于7,可知溶液呈碱性,是将盐酸滴加到氢氧化钠溶液中。
B点pH等于7,溶液呈中性,此时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,溶液中的溶质为反应产生的氯化钠(NaCl)。
pH试纸只能精确到整数,而pH传感器可以精确到0.1,可知使用pH传感器的精确度更高。
(2)盐酸(HCl)中H+和Cl-浓度高,电导率高;加入NaOH后,H+与OH-结合生成H2O,离子浓度降低,电导率下降。
15.【答案】(1)红
(2)A;D
(3)Ⅲ
(4)D
【知识点】酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】酚酞是一种常用的酸碱指示剂,在碱性环境中显红色。在酸性和中性环境中显无色。
【解答】(1) 烧杯中初始为滴入酚酞的 NaOH 溶液,酚酞遇碱性溶液显红色;当稀盐酸与 NaOH 完全反应后,溶液呈中性或酸性,酚酞变为无色,证明反应发生。
(2)A、b 点电导率最低,说明此时溶液中离子浓度最低,NaOH 与稀 HCl 恰好完全反应,无过量的 H+或 OH-,所以A符合题意;
B、ab 段电导率下降是因为溶液体积增大(滴加稀盐酸)导致离子浓度降低,而非离子总数减少(反应中 Na+总量不变,Cl-增加,OH-减少,总离子数实际增加),所以B不符合题意;
C、a 点反应未完全,NaCl 生成量少;b 点恰好完全反应,NaCl 生成量最大;c 点 HCl 过量,NaCl 量不再变化,因此 NaCl 质量关系为 a
D、将 NaOH 换为 Ba (OH)2,反应仍为酸碱中和,离子浓度先降低至恰好完全反应,后因 HCl 过量而升高,可获得类似图像,所以D符合题意;
故答案选AD。
(3) 溶液无色,说明无 NaOH(NaOH 过量时酚酞显红色),因此溶质成分可能为:Ⅰ:恰好完全反应,溶质为 NaCl;Ⅲ:HCl 过量,溶质为 NaCl 和 HCl;故溶质情况为 Ⅰ 和Ⅲ。
(4) A、氢氧化铜与 HCl 反应,蓝色沉淀溶解,可鉴定,所以A不符合题意;
B、锌粒与 HCl 反应产生气泡,可鉴定,所以B不符合题意;
C、碳酸钠与 HCl 反应产生气泡,所以C不符合题意;
D、硝酸银与 NaCl、HCl 均反应生成 AgCl 沉淀,无法区分,不能选用,所以D符合题意;
故答案选D。
16.【答案】(1)HCl和 NaCl
(2)不同意,理由是: AB段pH减小可能是由于溶液被稀释,H+浓度降低,但无法直接证明H+与OH-反应生成水,需结合BC段pH变化进一步验证
(3)ABC中固体不变色,D中固体由蓝色变为无色
(4)新物质
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系;酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】(1)根据图乙中10s<t<20s时溶液温度变化情况,结合中和反应过程判断此时反应的进行程度,进而确定溶液中溶质成分;
(2)酸碱中和反应的证据分析:单纯的 pH 下降可能由溶液稀释导致,无法直接证明H+与OH-发生了反应。只有当 pH 继续下降至小于 7(BC 段),才能证明溶液呈酸性,说明NaOH已被消耗,从而证实中和反应的发生。
(3)根据实验目的“证明酸与碱反应有水生成”以及查阅资料中变色硅胶的性质,分析能证明该反应有水生成的现象;
(4)化学变化的思维模型:化学变化的本质是有新物质生成,同时伴随能量变化。
【解答】(1)由图乙可知,33s时温度最高,说明此时恰好完全反应,当10s<t<20s时,氢氧化钠过量,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、NaOH;
(2)不同意此观点。理由是: AB段pH减小可能是由于溶液被稀释,H+浓度降低,但无法直接证明H+与OH-反应生成水,需结合BC段pH变化进一步验证。
(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,则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;故答案为:A、B、C中的固体不变色,D中的固体由蓝色变红色;
(4)因为化学变化的本质特征是有新物质生成,同时往往伴随能量的吸收或释放,这是识别化学变化的核心依据。因此思维模型中 “____生成” 处应填写新物质。
17.【答案】(1)C
(2)不合理,因为硝酸银与盐酸也会反应生成白色沉淀;=
(3)左低右高
【知识点】酸与碱的反应及用途;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)中和反应与指示剂变色:氢氧化钠溶液呈碱性,能使酚酞变红;恰好完全反应时生成氯化钠溶液呈中性,酚酞为无色;若碱过量则仍为红色,酸过量则仍为无色。判断恰好完全反应的关键是:再滴加碱液能恢复红色,说明此前酸和碱恰好中和,无碱剩余。
(2)产物检验的干扰与 pH 判断:硝酸银不仅能与氯化钠反应生成 AgCl 白色沉淀,也能与未反应的盐酸反应生成 AgCl 沉淀,因此不能仅凭白色沉淀证明有 NaCl 生成;将稀盐酸与 NaOH 混合后蒸发结晶,若所得晶体溶解后溶液 pH=7,说明是 NaCl 溶液,证明发生了中和反应。
(3)中和反应的能量变化:氢氧化钠与稀盐酸的中和反应是放热反应,会使装置内温度升高、压强增大,导致 U 形管中液面左低右高。
【解答】(1)A、再滴一滴稀盐酸,溶液仍无色,只能说明溶液呈酸性或中性,不能证明恰好完全反应。
B、再滴一滴稀盐酸,溶液呈红色,不符合实际,因为盐酸过量时溶液应为无色。
C、再滴一滴氢氧化钠溶液,溶液呈红色,说明滴加前溶液呈中性,恰好完全反应,故该选项正确。
D、再滴一滴氢氧化钠溶液,溶液仍无色,说明滴加前盐酸过量,不是恰好反应。
因此,能说明两者恰好完全反应的是 C。
(2)方法 1:结论不合理。因为硝酸银与未反应的稀盐酸也会反应生成 AgCl 白色沉淀,无法证明有新生成的氯化钠。
方法 2:将溶液蒸发结晶得到的晶体是氯化钠,氯化钠溶液呈中性,所以测得溶液 pH=7,证明氢氧化钠和稀盐酸发生了反应。
(3)中和反应放热,使装置内空气受热膨胀、压强增大,因此 U 形管中液面会出现左低右高的现象。
18.【答案】(1)OH-
(2)挥发性
(3)试管中出现沉淀
(4)吸收氯化氢气体中的水蒸气
【知识点】酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】这道题围绕稀盐酸与氢氧化钠是否发生反应展开探究,从反应物消耗和生成物生成两个角度设计实验,考查了酸碱中和反应的本质、浓盐酸的特性、物质溶解性以及无水硫酸铜的作用,解题关键是结合实验原理和资料信息分析现象与结论的对应关系。
【解答】(1) 氢氧化钠溶液呈碱性,能使酚酞变红,是因为溶液中含有大量OH−;滴加稀盐酸后红色褪去,说明OH−与盐酸中的结合成水,数量明显减少。
(2) 操作①中用注射器能从浓盐酸的锥形瓶中抽取氯化氢气体,是因为浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体
(3) 资料显示,氢氧化钠和氯化氢气体在乙醇中易溶,而反应生成的氯化钠在乙醇中难溶。当氯化氢气体通入氢氧化钠乙醇溶液时,二者发生反应,会观察到试管中出现白色沉淀;同时结合无水硫酸铜的特性,还会观察到无水硫酸铜变蓝(反应生成的水与无水硫酸铜作用)。
(4) 乙图实验中,浓盐酸挥发出的氯化氢气体可能混有水蒸气,而实验需要验证反应生成水,因此无水硫酸铜的作用是除去氯化氢气体中混有的水蒸气,防止对反应生成水的检验造成干扰。
19.【答案】(1)a>b>c;a;a>b>c
(2)将10mL20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水
(3)实验①、实验②中溶液的温度几乎不变,实验③中溶液的温度明显升高
(4)NaOH 和 HCl反应,钠离子个数不变,氢氧根离子与氢离子反应生成水,个数减少,但同时增加了数目相同的氯离子,所以反应时溶液内离子总数不变,只是水增加了,所以溶液离子浓度减小了,溶液的电导率减小
(5)①③②④
【知识点】酸与碱的反应及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)酸碱中和反应的 pH 变化规律:相同体积、浓度的氢氧化钠溶液中,加入盐酸的浓度越大,中和反应速率越快,溶液 pH 下降得越快;pH 越小,溶液的酸性越强。
(2)对照实验的设计原则:探究酸碱反应的能量变化时,需排除 “稀释溶液” 对温度的影响,因此要设置 “酸稀释”“碱稀释” 的对照实验,与 “酸碱混合” 实验对比。
(3)溶液导电率与离子浓度的关系:溶液导电率与离子浓度有关,离子浓度越大,导电率越高;氢氧化钠与盐酸反应时,H+与OH-结合成水,溶液中离子总浓度因水的生成而降低,导电率下降。
(4)酸碱反应的微观实质:氢氧化钠与盐酸反应的实质是,H+与OH-结合成水,反应过程中微观粒子的变化顺序为 “氢氧化钠溶液→加入盐酸(部分反应)→完全反应→过量盐酸”。
【解答】(1)盐酸浓度:相同时间内,盐酸浓度越大,pH 下降越快(曲线 a 下降最快,c 最慢),因此浓度由大到小为a>b>c。
褪色顺序:酚酞遇碱变红,pH<8.2 时红色褪去,a 曲线 pH 下降最快,最先使红色褪去。
酸性强弱:20min 时,pH:ab>c。
(2)为排除 “稀释” 对温度的影响,实验②需设置 “氢氧化钠溶液稀释” 的对照,因此补充内容为 “将 10mL20% 的氢氧化钠溶液与 10mL 蒸馏水”。
(3)实验①(盐酸稀释)、实验②(氢氧化钠稀释)中温度几乎不变,说明稀释无明显热效应;实验③(酸碱混合)中温度明显升高,证明氢氧化钠和盐酸发生了反应。
(4)NaOH 和 HCl反应,钠离子个数不变,氢氧根离子与氢离子反应生成水,个数减少,但同时增加了数目相同的氯离子,所以反应时溶液内离子总数不变,只是水增加了,所以溶液离子浓度减小了,溶液的电导率减小。
(5)分析微观粒子的变化顺序:
①:氢氧化钠溶液(含 Na+和OH- );
③:加入少量盐酸,部分 H+与OH-结合成水(含Na+、OH-、Cl-、H2O);
②:恰好完全反应(含Na+、Cl-、H2O);
④:盐酸过量(含Na+、Cl-、H+、H2O)。
因此顺序为①③②④。
20.【答案】(1)氢氧化钠、硫酸钠
(2)溶液变红
(3)待改进;步骤 Ⅲ 的结论存在错误(硫酸钠也能与氯化钡生成沉淀),且步骤 Ⅲ 存在重复。
【知识点】酸与碱的反应及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)考查中和反应的溶质变化,稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,B 点时硫酸已加入但未完全反应,溶质包含反应生成的硫酸钠和过量的氢氧化钠。
(2)考查酸的化学性质,稀硫酸过量时,溶液呈酸性,能使紫色石蕊试液变红。
(3)考查实验探究的合理性评价,步骤 Ⅲ 中,即使恰好完全反应,硫酸钠也会与氯化钡生成白色沉淀,无法证明稀硫酸过量,且步骤 Ⅱ 已能证明猜想②成立,步骤 Ⅲ 存在重复。
【解答】(1)稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠,B 点时氢氧化钠未完全反应,所以溶质组成是氢氧化钠和硫酸钠。
(2)猜想②(稀硫酸过量)成立时,溶液呈酸性,能使紫色石蕊试液变红,所以实验现象是溶液变红。
(3)该同学探究过程的评价等级为待改进;理由是步骤 Ⅲ 的结论存在错误(即使恰好完全反应,硫酸钠也会与氯化钡生成沉淀,不能证明稀硫酸过量),且步骤 Ⅱ 已能验证猜想②,步骤 Ⅲ 存在重复。
21.【答案】(1)①
(2)氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
【知识点】酸与碱的反应及用途;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)中和反应的实验探究思路,验证反应物消失是通过检验某一反应物是否存在来判断反应是否发生;无色酚酞溶液遇碱性溶液变红,遇中性或酸性溶液不变色。
(2)中和反应的微观实质,酸中的氢离子(H+)和碱中的氢氧根离子(OH-)结合生成水分子(H2O)。
【解答】(1)无色酚酞遇碱性溶液变红,氢氧化钡溶液显碱性,若盐酸与氢氧化钡未反应,溶液显碱性,滴入酚酞会变红;现在溶液不变色,说明溶液中不存在氢氧化钡这种反应物了,所以其实验原理所选用的思路是①验证反应物消失。
故答案为:①。
(3)从图乙可以看到,氢氧化钡在溶液中解离出钡离子和氢氧根离子,盐酸在溶液中解离出氢离子和氯离子,反应后生成氯化钡(在溶液中以钡离子和氯离子形式存在)和水。所以氢氧化钡与盐酸反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
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