14.(2020·黔东南) 做“中和反应”实验时,小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸,一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂,于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。
【提出问题】上述实验中发生反应的化学方程为 ,那反应后溶液中的溶质是什么?
【提出猜想】猜想一:溶质是Na2SO4 猜想二:溶质是Na2SO4 和NaOH
猜想三:溶质是
【查阅资料】Na2SO4 溶液呈中性
【实验探究】小聪同学设计如下的实验方案
【方案评价】同学们对小聪的实验方案讨论后认为:
①方案一存在缺陷,该方案不能证明猜想一是正确的,其原因是 。
②方案二也不能证明猜想三是正确的,理由是 。
③同学们经过讨论,一致认为方案三能够证明猜想三是正确的,并讨论除此方案外,还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。
【实验反思】在分析化学反应后所得物质成分时,还需考虑反应物的用量。
【答案】【提出问题】H2SO4 + 2NaOH == Na2SO4 + 2H2O
【提出猜想】H2SO4 和 Na2SO4
【实验探究】黑色粉末消失(或减少) CuO消失(或减少) 溶液变蓝(以上答案写出任意一种都对,若有其他答案,合理即可)
【方案评价】①酚酞不变色溶液还可能显酸性(或酚酞不变色溶液中可能有H2SO4 ,或酚酞不变色还可能是猜想三,或酚酞不变色溶液可能呈中性或酸性,或酚酞不变色只能证明溶液中没有NaOH,或酚酞不变色只能证明溶液不呈碱性)以上答案写出任意一种都对,若有其他答案,合理即可。
②有白色沉淀出现,不能证明溶液中有H2SO4(若有其他答案,意思接近合理即可)
【解析】【提出问题】上述反应为稀硫酸与氢氧化钠的反应。
【提出猜想】氢氧化钠和硫酸反应生成了硫酸钠和水,恰好完全反应时,烧杯中溶质是硫酸钠;氢氧化钠过量时,烧杯中溶质是硫酸钠和氢氧化钠;硫酸过量时,烧杯中溶质是硫酸钠和硫酸,所以猜想三是Na2SO4和H2SO4。
【实验探究】若猜想三正确,则溶液中含有稀硫酸,可与CuO反应生成硫酸铜和水,表现为黑色粉末消失,溶液变蓝。
【方案评价】①溶液中含有H2SO4也不能使无色酚酞溶液变红 ,所以方案一存在缺陷,只能证明猜想二错误。 ②溶液中一定存在Na2SO4, 能与BaCl2反应产生白色沉淀,无法判断是否含有H2SO4,所以方案二也不能证明猜想三正确。
【提出问题】上述实验中发生反应的化学方程为 ,那反应后溶液中的溶质是什么?
【提出猜想】猜想一:溶质是Na2SO4 猜想二:溶质是Na2SO4 和NaOH
猜想三:溶质是
【查阅资料】Na2SO4 溶液呈中性
【实验探究】小聪同学设计如下的实验方案
方法步骤 | 实验现象 | 实验结论 | |
方案一 | 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴入几滴无色酚酞溶液 | 酚酞不变红色 | 猜想一正确 猜想二不正确 |
方案二 | 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中, 滴加BaCl2溶液 |
出现白色沉淀 | 猜想三正确 |
方案三 | 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量的黑色CuO粉末,振荡 | 猜想三正确 |
①方案一存在缺陷,该方案不能证明猜想一是正确的,其原因是 。
②方案二也不能证明猜想三是正确的,理由是 。
③同学们经过讨论,一致认为方案三能够证明猜想三是正确的,并讨论除此方案外,还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。
【实验反思】在分析化学反应后所得物质成分时,还需考虑反应物的用量。
【答案】【提出问题】H2SO4 + 2NaOH == Na2SO4 + 2H2O
【提出猜想】H2SO4 和 Na2SO4
【实验探究】黑色粉末消失(或减少) CuO消失(或减少) 溶液变蓝(以上答案写出任意一种都对,若有其他答案,合理即可)
【方案评价】①酚酞不变色溶液还可能显酸性(或酚酞不变色溶液中可能有H2SO4 ,或酚酞不变色还可能是猜想三,或酚酞不变色溶液可能呈中性或酸性,或酚酞不变色只能证明溶液中没有NaOH,或酚酞不变色只能证明溶液不呈碱性)以上答案写出任意一种都对,若有其他答案,合理即可。
②有白色沉淀出现,不能证明溶液中有H2SO4(若有其他答案,意思接近合理即可)
【解析】【提出问题】上述反应为稀硫酸与氢氧化钠的反应。
【提出猜想】氢氧化钠和硫酸反应生成了硫酸钠和水,恰好完全反应时,烧杯中溶质是硫酸钠;氢氧化钠过量时,烧杯中溶质是硫酸钠和氢氧化钠;硫酸过量时,烧杯中溶质是硫酸钠和硫酸,所以猜想三是Na2SO4和H2SO4。
【实验探究】若猜想三正确,则溶液中含有稀硫酸,可与CuO反应生成硫酸铜和水,表现为黑色粉末消失,溶液变蓝。
【方案评价】①溶液中含有H2SO4也不能使无色酚酞溶液变红 ,所以方案一存在缺陷,只能证明猜想二错误。 ②溶液中一定存在Na2SO4, 能与BaCl2反应产生白色沉淀,无法判断是否含有H2SO4,所以方案二也不能证明猜想三正确。