Question

14．某化學(xué)課堂圍繞“酸堿中和反應(yīng)”，將學(xué)生分成若干小組，在老師引導(dǎo)下開展探究活動(dòng)．以下是教學(xué)片段，請(qǐng)你參與學(xué)習(xí)并幫助填寫空格（包括表中空格）．
【演示實(shí)驗(yàn)】將一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的燒杯中．
【學(xué)生板演】該反應(yīng)的化學(xué)方程式H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．
Ⅰ．定性探究
【提出問(wèn)題】實(shí)驗(yàn)中未觀察到明顯現(xiàn)象，部分同學(xué)產(chǎn)生了疑問(wèn)：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)是什么呢？
【猜想】針對(duì)疑問(wèn)大家紛紛提出猜想．甲組同學(xué)的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄              猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH         猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙組同學(xué)對(duì)以上猜想提出質(zhì)疑，認(rèn)為有一種猜想是不合理的．你認(rèn)為不合理的猜想是哪一種并說(shuō)出理由猜想三，H₂SO₄和NaOH在溶液中不能共存．
【繼續(xù)實(shí)驗(yàn)】
（1）丙組同學(xué)取燒杯中的少量溶液于試管中，滴加幾滴CuSO₄溶液，無(wú)明顯變化，溶液中一定沒有NaOH．
（2）為了驗(yàn)證其余猜想，各組同學(xué)取燒杯中的溶液，并選用老師提供的pH試紙、銅片、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，分別進(jìn)行如下三組探究實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)方案	測(cè)溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2 溶液
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	試紙變色，比照比色卡，pH＜7	有氣泡產(chǎn)生	產(chǎn)生白色沉淀
實(shí)驗(yàn)結(jié)論	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中只有H2SO4

【得出結(jié)論】通過(guò)探究，全班同學(xué)一致確定猜想二是正確的．
【評(píng)價(jià)反思】老師對(duì)同學(xué)們能用多種方法進(jìn)行探究，并且得出正確結(jié)論給予肯定．同時(shí)指出上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中存在兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)大家反思．同學(xué)們經(jīng)過(guò)反思發(fā)現(xiàn)了這兩處錯(cuò)誤：
（1）實(shí)驗(yàn)操作中明顯的一處錯(cuò)誤是pH試紙浸入溶液中；
（2）實(shí)驗(yàn)方案探究中也有一個(gè)是不合理的，不合理的原因是Na₂SO₄與BaCl₂反應(yīng)也會(huì)生成白色沉淀，不能證明一定有H₂SO₄存在．
【實(shí)驗(yàn)推廣1】你想過(guò)復(fù)分解反應(yīng)為什么能夠發(fā)生嗎？這是因?yàn)樵谶@些反應(yīng)物中含有一些“特殊”的陰、陽(yáng)離子，它們能相互結(jié)合．如硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)中，實(shí)際參加反應(yīng)的離子是H⁺和OH^一，而SO₄^2-、Na⁺則是“旁觀者”，并沒有參加反應(yīng)．請(qǐng)你分析澄清石灰水和碳酸鈉溶液反應(yīng)中，參加反應(yīng)的離子是Ca²⁺和CO₃^2-．
【實(shí)驗(yàn)推廣2】中和反應(yīng)是沒有現(xiàn)象的，如果要鑒別三瓶液體：稀硫酸，澄清石灰水，食鹽水．提供試劑有：（A）酚酞，（B）純堿溶液，只用一種試劑就可以將這三瓶液體區(qū)分出來(lái)，則選用試劑可以是B（從提供的試劑中選用）
Ⅱ．定量探究
取上述【演示實(shí)驗(yàn)】反應(yīng)后燒杯中的溶液100g，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

計(jì)算反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量是多少？（請(qǐng)列出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 Ⅰ、【學(xué)生板演】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，注意化學(xué)式的寫法和配平；
【假設(shè)猜想】根據(jù)酸堿不能共存判斷不合理的猜想；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)能生成二氧化碳?xì)怏w解答；
【評(píng)價(jià)反思】（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測(cè)溶液的pH時(shí)，pH試紙不能伸入溶液中；
（2）檢驗(yàn)一種物質(zhì)時(shí)要排除其他物質(zhì)的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀．
【實(shí)驗(yàn)推廣1】根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，有水或氣體或沉淀生成該反應(yīng)才發(fā)生，則離子能結(jié)合成水或氣體或沉淀的，即為實(shí)際參加反應(yīng)的離子；
【實(shí)驗(yàn)推廣2】根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析，無(wú)色酚酞試液在堿性溶液中為紅色，在中性和酸性溶液中為無(wú)色，碳酸鈉能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，能與硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w．
II．定量探究
根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算分析．

解答 解：【學(xué)生板演】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，化學(xué)方程式為H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄ +2H₂O；
【假設(shè)猜想】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，酸或堿可能過(guò)量，當(dāng)氫氧化鈉過(guò)量時(shí)，反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉和氫氧化鈉，故猜想三為氫氧化鈉和硫酸鈉，酸堿過(guò)量，但不能同時(shí)過(guò)量，因?yàn)樗釅A不能共存，會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，故猜想三不合理；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)能生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，因此溶液中滴加幾滴CuSO₄溶液，無(wú)明顯變化，說(shuō)明溶液中一定沒有氫氧化鈉．
（2）溶液中有硫酸，滴加碳酸鈉后，碳酸鈉會(huì)和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，因此會(huì)看到產(chǎn)生氣泡．
【評(píng)價(jià)反思】（1）根據(jù)圖示操作判斷，檢測(cè)溶液的pH時(shí)，pH試紙不能伸入溶液中，應(yīng)用玻璃棒蘸取少量溶液涂到pH試紙上；
（2）檢驗(yàn)一種物質(zhì)時(shí)要排除其他物質(zhì)的干擾，硫酸鈉也能與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，故不能證明溶液中一定存在硫酸；
【實(shí)驗(yàn)推廣1】氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，真正參與反應(yīng)的是碳酸根離子和鈣離子；
【實(shí)驗(yàn)推廣2】石灰水為堿性，能使酚酞試液變紅，硫酸呈酸性，不能使酚酞試液變色，食鹽水呈中性，不能使酚酞試液變色，使用酚酞不能一次鑒別；碳酸鈉能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，能與硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，與食鹽水混合無(wú)現(xiàn)象，現(xiàn)象不同，使用碳酸鈉溶液能一次鑒別．
II．定量探究
解：設(shè)反應(yīng)后溶液中H₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成的Na₂SO₄的質(zhì)量為x
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
       80     142
     20g×10%  x
$\frac{80}{142}=\frac{20g×10%}{x}$
x=3.55g
設(shè)反應(yīng)后溶液中H₂SO₄與NaOH反應(yīng)生成的Na₂SO₄與反應(yīng)后溶液中原有Na₂SO₄的質(zhì)量共為y
Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓
142                233
y                  23.3g
$\frac{142}{233}=\frac{y}{23.3g}$
y=14.2g
反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量為14.2g．
故答案為：【學(xué)生板演】H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
【假設(shè)猜想】猜想三，H₂SO₄和NaOH在溶液中不能共存；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）NaOH；
（2）有氣泡產(chǎn)生；
【評(píng)價(jià)反思】
①pH試紙浸入溶液中；
②Na₂SO₄與BaCl₂反應(yīng)也會(huì)生成白色沉淀，不能證明一定有H₂SO₄存在．
【實(shí)驗(yàn)推廣1】Ca²⁺和CO₃^2-；
【實(shí)驗(yàn)推廣2】B；
Ⅱ．定量探究：14.2g．

點(diǎn)評(píng) 此題通過(guò)中和反應(yīng)考查了化學(xué)方程式的書寫，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)以及計(jì)算，解答時(shí)要全面審題，認(rèn)真解答．