學習中和反應時,老師和同學們展開了如下探究:
【探究一】:探究實驗過程中的能量變化
用膠頭滴管將10%的稀鹽酸逐滴加入盛有NaOH溶液的燒杯中,并用溫度計測量溫度變化.
小軍發(fā)現:隨著稀鹽酸的不斷滴入,溶液的溫度先升高后降低.對此合理的解釋是
鹽酸和氫氧化鈉溶液反應要放出熱量,等反應完全后不再放熱,
鹽酸和氫氧化鈉溶液反應要放出熱量,等反應完全后不再放熱,
而加入的鹽酸會使溶液的溫度降低
而加入的鹽酸會使溶液的溫度降低
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【探究二】:探究反應發(fā)生及反應終點問題
實驗中,除了溫度有變化外,沒有任何現象能證明反應是否發(fā)生及反應是否已至終點,小雯同學在老師的幫助下,進行了下圖所示的探究實驗(滴加試劑時同時攪拌).
①通過實驗現象,小雯排除了實驗B,你認為她的理由是
石蕊遇堿變藍,遇中性溶液變紫,而這兩種顏色比較接近,現象不明顯
石蕊遇堿變藍,遇中性溶液變紫,而這兩種顏色比較接近,現象不明顯
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②實驗C中溶液的顏色最終變成了紅色,但也被排除,原因是
溶液變?yōu)榧t色,表明鹽酸和氫氧化鈉反應,但是滴加的氫氧化鈉過量,不容易判斷終點,所以該方案不合適
溶液變?yōu)榧t色,表明鹽酸和氫氧化鈉反應,但是滴加的氫氧化鈉過量,不容易判斷終點,所以該方案不合適
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③實驗時,老師告訴小雯:相對于實驗A,實驗D也有不足.通過下面的資料,你認為理由是
根據資料可以知道溶液只有達到弱堿性時石蕊才會變成紫色,而鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應時溶液呈中性,所以滴加的氫氧化鈉溶液依然過量,所以該方案不合適
根據資料可以知道溶液只有達到弱堿性時石蕊才會變成紫色,而鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應時溶液呈中性,所以滴加的氫氧化鈉溶液依然過量,所以該方案不合適
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【資料卡片】:
紫色石蕊試液和無色酚酞試液在不同酸堿性溶液中的變色情況
紫色石蕊試液 |
pH<5.0:紅色 |
5.0<pH<8.0:紫色 |
pH>8.0:藍色 |
無色酚酞試液 |
pH<8.2:無色 |
8.2<pH<10.0:紅色 |
pH>10.0:無色 |
④小杰認為:將NaOH溶液和稀鹽酸混合后的溶液蒸干,若得到白色固體,則說明反應生成NaCl,從而確認反應已發(fā)生,你認為這種觀點是否正確,并說出理由?
不正確;氫氧化鈉也為白色固體
不正確;氫氧化鈉也為白色固體
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【探究三】:探究實驗過程中的意外情況
(1)為了提高實驗的趣味性,老師演示了如下圖所示的連貫實驗,回答下列問題:
①實驗1所得溶液沸騰時的溫度
>
>
100℃(填“>”、“<”或“=”);
②實驗后溶液一定顯堿性的試管有
4
4
支,實驗3后溶液中NaOH質量分數
>
>
(填“>”、“<”或“=”)實驗2后溶液中NaOH質量分數;
③通過上述探究,你對酚酞試液在堿性溶液中的顏色變化有何新的認識?
在溫度較高的時候酚酞在堿性溶液中不會變紅.
在溫度較高的時候酚酞在堿性溶液中不會變紅.
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(2)小岳在他的實驗過程中意外發(fā)現有氣泡出現,你認為原因是
氫氧化鈉變質
氫氧化鈉變質
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【探究四】:從部分變質的NaOH樣品中回收較為純凈的NaOH
小江同學查閱了不同溫度下NaOH的溶解度(見資料卡片),并按如下步驟進行了實驗(其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為實驗操作):
【資料卡片】:
溫度/°C |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
溶解度/g |
64 |
85 |
138 |
203 |
285 |
376 |
①試劑A是
Ca(OH)2
Ca(OH)2
(填化學式)溶液;
②操作名稱:Ⅰ
過濾
過濾
、Ⅱ
蒸發(fā)
蒸發(fā)
、Ⅲ
降溫結晶
降溫結晶
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③為獲得純度較高的NaOH固體,小江同學應在干燥前將其用
飽和的氫氧化鈉溶液來洗滌所得晶體
飽和的氫氧化鈉溶液來洗滌所得晶體
進行淋洗.
【探究五】:測定NaOH樣品中NaOH的質量分數
小海取13.5g部分變質的NaOH固體樣品加適量的水配成溶液,向其中加入足量質量分數為7.3%的稀鹽酸,使其充分反應,生成二氧化碳2.2g(假設生成的CO
2被完全吸收).
求:①樣品中NaOH的質量分數(精確到小數點后一位);
②在圖中畫出以縱坐標表示二氧化碳質量,橫坐標表示鹽酸質量的關系圖(不要求精確);解題過程:
①設混合物中碳酸鈉的質量為x,消耗鹽酸的質量為y
Na
2CO
3+2HCl═2NaCl+H
2O+CO
2↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
==解得:x=5.3g,y=50g
所以氫氧化鈉的質量分數為:
×100%=60.7%
②根據①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要鹽酸的質量為50g
故可以作圖如下:
①設混合物中碳酸鈉的質量為x,消耗鹽酸的質量為y
Na
2CO
3+2HCl═2NaCl+H
2O+CO
2↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
==解得:x=5.3g,y=50g
所以氫氧化鈉的質量分數為:
×100%=60.7%
②根據①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要鹽酸的質量為50g
故可以作圖如下:
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【反思】:經過討論,大家一致認為小海方法有誤,求出的NaOH的質量分數比實際值大,造成錯誤最有可能的原因是什么?
根據氫氧化鈉變質的過程可以知道,氫氧化鈉要先吸收水分潮解后然后才會和二氧化碳反應,所以13.5g樣品中包含了水的質量,而計算時沒有考慮到吸收的水的質量,故會使求得的氫氧化鈉的質量分數偏大
根據氫氧化鈉變質的過程可以知道,氫氧化鈉要先吸收水分潮解后然后才會和二氧化碳反應,所以13.5g樣品中包含了水的質量,而計算時沒有考慮到吸收的水的質量,故會使求得的氫氧化鈉的質量分數偏大
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【拓展提高】:欲使實驗結果準確可靠,你對小海的實驗會做怎樣的改進?
將氫氧化鈉樣品烘干后進行實驗
將氫氧化鈉樣品烘干后進行實驗
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