中和反應實(shí)驗探究應用

徐冶

《義務(wù)教育化學(xué)課程標準》（2022年版）充分發(fā)揮了化學(xué)課程的育人功能，培養同學(xué)們正確價(jià)值觀(guān)、必備品格和適應未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵能力。實(shí)驗探究題能考查同學(xué)們對科學(xué)探究流程的了解，其中中和反應的實(shí)驗探究是初中化學(xué)最重要的探究?jì)热葜弧?/p>

考點(diǎn)提煉

考點(diǎn)1：中和反應

酸和堿作用生成鹽和水的反應叫作中和反應。通過(guò)不同手段可以判斷中和反應的發(fā)生，常見(jiàn)的幾種方法如下：（1）根據溶液酸堿性的變化、指示劑的變色、pH的改變等判斷；
（2）根據原來(lái)有的反應物的消失、溶液原來(lái)酸性或堿性的消失來(lái)判斷；
（3）證明有新物質(zhì)產(chǎn)生；
（4）根據反應中的熱量變化來(lái)判斷，中和反應過(guò)程中會(huì )釋放熱量。

考點(diǎn)2：酸堿指示劑的選擇

中和反應實(shí)驗選用酚酞溶液作指示劑，而不選用紫色石蕊溶液。因為酚酞溶液變色更明顯，石蕊溶液中性時(shí)呈紫色，當酸性或堿性較弱時(shí)，變色不夠明顯。

考點(diǎn)3：當酚酞變成無(wú)色時(shí)，溶液酸性或中性的鑒別方法

取少量樣品，用pH試紙測定溶液的pH；
或加入氫前金屬（如鋅粒），觀(guān)察是否有氣泡產(chǎn)生；
或加入金屬氧化物（如氧化鐵），觀(guān)察是否出現固體消失、溶液變色的現象；
或選擇不溶性堿，觀(guān)察固體是否消失；
還可以選用碳酸鹽，觀(guān)察是否產(chǎn)生使石灰水變渾濁的氣體。

真題精講

例 （2022·西藏）做酸堿中和反應實(shí)驗時(shí)，甲同學(xué)向盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中滴加了一定量的稀鹽酸后，發(fā)現忘記加入酸堿指示劑，于是停止了實(shí)驗。

【提出問(wèn)題】乙同學(xué)提出疑問(wèn)：反應后燒杯中溶液的溶質(zhì)是什么？

【提出猜想】丙同學(xué)提出了三種猜想，猜想一：只有（填化學(xué)式）。猜想二：有NaCl和HCl。猜想三：有NaCl和NaOH。

【實(shí)驗探究】為進(jìn)一步驗證猜想，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進(jìn)行了如下探究實(shí)驗：

（1）甲同學(xué)取少量燒杯中溶液于試管，然后向其中滴加少量AgNO3溶液，觀(guān)察到溶液中產(chǎn)生白色沉淀。因此，甲同學(xué)認為溶液中含HCl。

（2）乙同學(xué)取少量燒杯中的溶液于試管，然后向其中滴加少量Na2CO3溶液，觀(guān)察發(fā)現無(wú)明顯現象。因此，乙同學(xué)認為溶液中不含HCl。

（3）丙同學(xué)取少量燒杯中的溶液于試管，然后向其中滴加少量CuSO4溶液，觀(guān)察到溶液中有藍色沉淀生成。因此，丙同學(xué)認為溶液中含NaOH。

【討論分析】丁同學(xué)對三位同學(xué)的探究實(shí)驗進(jìn)行了分析評價(jià)，他認為甲同學(xué)的結論不正確。你認為丁同學(xué)的理由是：
? ? ? ? ? ? ? ?。

【繼續探究】丁同學(xué)用pH試紙測得燒杯中溶液的pH > 7，說(shuō)明溶液顯 性。

【得出結論】通過(guò)探究和討論，最終大家一致認為猜想是正確的。

解析：【討論分析】根據化學(xué)方程式HCl + NaOH [? ? ? ? ? ] NaCl + H2O可知，生成物中有NaCl和H2O，無(wú)論反應進(jìn)行到何種程度，溶質(zhì)中都有NaCl，都可以和AgNO3反應生成白色沉淀，所以溶液中不一定有HCl?！纠^續探究】pH > 7，說(shuō)明溶液顯堿性?！镜贸鼋Y論】最終溶液顯堿性，且可以和CuSO4反應生成Cu（OH）2，所以猜想三是正確的。

答案：【提出猜想】NaCl 【討論分析】鹽酸和氫氧化鈉生成氯化鈉，氯化鈉也可以和硝酸銀反應生成白色沉淀，所以溶液中不一定有HCl? ? 【繼續探究】堿? ? 【得出結論】三

總結提升

中考?？疾榈闹泻头磻獙?shí)驗探究題主要包括兩種，分別是證明中和反應的發(fā)生和中和反應過(guò)程中溶質(zhì)成分的探究。

1.證明中和反應的發(fā)生

可以利用溫度計測定反應后溶液溫度是否升高、用酸堿指示劑測定溶液酸堿性是否改變或選用其他試劑判斷溶液中氫離子或氫氧根離子是否消失來(lái)證明中和反應的發(fā)生。

2.證明中和反應過(guò)程中溶質(zhì)的成分

中和反應的發(fā)生包括兩種情況：（1）恰好完全反應；
（2）其中一種反應物過(guò)量。解題時(shí)應依據具體情況具體分析，下面以NaOH溶液與稀HCl反應為例。

情況一：恰好完全反應，反應后溶質(zhì)只有NaCl。

情況二：其中一種反應物NaOH過(guò)量，反應后溶質(zhì)為NaOH和NaCl。

情況三：其中一種反應物HCl過(guò)量，反應后溶質(zhì)為HCl和 NaCl。

依據反應后可能存在的情況進(jìn)行實(shí)驗設計：（1）確認不需檢驗的物質(zhì)，對于上述反應，NaCl是一定存在的，不需要檢驗。（2）檢驗過(guò)量物質(zhì)，即反應物。以上述反應為例，檢驗過(guò)量的反應物NaOH時(shí)，應加入無(wú)色酚酞試液，此處須注意由于NaCl反應后一定存在，故不可加入硝酸銀溶液進(jìn)行檢驗；
檢驗過(guò)量的反應物HCl時(shí)，可以選用與酸反應的物質(zhì)進(jìn)行檢驗，如鋅粒、氧化銅、氫氧化銅等物質(zhì)。

專(zhuān)題精練

在學(xué)習了常見(jiàn)的酸和堿后，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)圍繞酸堿中和反應實(shí)驗，在老師引導下開(kāi)展實(shí)驗探究活動(dòng)，請你參與下列活動(dòng)。

【實(shí)驗探究】將氫氧化鉀溶液與稀硫酸混合，觀(guān)察不到明顯現象，為證明氫氧化鉀溶液與稀硫酸發(fā)生了反應，三位同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗。

（1）測定溶液pH變化的方法：甲同學(xué)在實(shí)驗過(guò)程中測得pH變化如圖1所示，則該同學(xué)是將_____________（填字母序號）。

a.氫氧化鉀溶液滴入稀硫酸中b.稀硫酸滴入氫氧化鉀溶液中

（2）測_____________：乙同學(xué)在實(shí)驗過(guò)程中測得數據變化如圖2所示，也證明稀硫酸與氫氧化鉀溶液發(fā)生了反應。

【提出問(wèn)題】針對反應后溶液中溶質(zhì)的成分，大家紛紛提出了猜想。

【猜想與假設】猜想一：只有K2SO4。猜想二：有K2SO4和H2SO4。猜想三：有K2SO4和KOH。

【進(jìn)行實(shí)驗】為了驗證猜想，學(xué)習小組選用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，進(jìn)行如下探究：

【實(shí)驗結論】通過(guò)探究，同學(xué)們一致確定猜想二是正確的。

【評價(jià)與反思】（1）丁同學(xué)針對上述方案提出疑問(wèn)，認為方案二是不合理的，理由是。

（2）分析反應后所得溶液中溶質(zhì)的成分時(shí)，除了考慮生成物外，還要考慮 ? ?。

答案：【實(shí)驗探究】（1）a （2）混合過(guò)程中溫度的變化 【進(jìn)行實(shí)驗】溶液變成黃色 【評價(jià)與反思】（1）K2SO4與BaCl2反應也會(huì )產(chǎn)生白色沉淀，無(wú)法證明H2SO4一定存在? ? ? （2）反應物是否有剩余

（作者單位：沈陽(yáng)市第四十三中學(xué)）