Question

在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸和氢氧化钠混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应。试与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价，并得出有关结论。

（1）探究稀硫酸和氢氧化钠溶液的反应：

当滴入几滴酚酞溶液后，溶液由无色变为_________色。根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸和氢氧化钠溶液发生了化学反应。

（2）探究上述稀硫酸和氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量：根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量。同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊溶液设计实验方案，请你判断并（提示：Ba²⁺与SO₄^2-可形成BaSO₄白色沉淀）

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取样，滴入适量的氯化钡溶液	有白色沉淀生成	稀硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴紫色石蕊溶液	_________	稀硫酸过量

①上述设计的实验方案中，正确的方案是：__________。

②若请你再设计一个确定稀硫酸是否过量的实验方案，你会选用的药品是_______，实验现象及结论是_____________。

（3）成成同学认为稀硫酸和氢氧化钠溶液的反应没有明显现象，他提出可以对某些有明显现象产生的中和反应进行探究，如稀盐酸和氢氧化铝的反应，可观察到的现象为_________，说明中和反应已经发生，反应的化学方程式为_______________。。（提示：氢氧化铝是不溶于水的白色固体，化学式为Al（OH）₃）。

（4）现取10g一定溶质质量分数的稀硫酸样品，将5%的NaOH溶液逐滴加入到样品中，边加边搅拌，随着NaOH溶液的加入，溶液pH的变化情况如图所示。计算恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数______。（结果精确到0.1%）

Answer

红 溶液变红 方案二 锌粒 若有气体放出，证明稀硫酸过量，反之稀硫酸不过量 白色固体逐渐溶解 5.5%

【解析】

（1）碱性溶液能使无色的酚酞溶液变红，氢氧化钠溶液显碱性，当滴入几滴酚酞溶液后，溶液由无色变为红色；

故填：红。

（2）方案二：取样，滴入几滴紫色的石蕊溶液，得到的结论是稀硫酸过量，紫色的石蕊溶液遇酸变红，所以现象是：溶液变红；

故填：溶液变红。

①上述实验方案中，方案二正确；方案一中，稀硫酸与氢氧化钠反应生成的硫酸钠也会与加入的氯化钡反应产生白色沉淀；

故填：方案二。

②要确定稀硫酸是否过量的实验方案，根据酸的通性，可加入活泼金属、金属氧化物、不溶性碱（如：氢氧化铜）、盐（如：碳酸钠）等；

故填：锌粒 若有气体放出，证明稀硫酸过量，反之稀硫酸不过量（合理即可）。

（3）氢氧化铝不溶于水，氯化铝能溶于水，氢氧化铝与稀盐酸反应生成氯化铝和水，观察到的现象是白色固体逐渐溶解，化学方程式是；

故填：白色固体逐渐溶解 。

（4）根据反应的图像可得，10g稀硫酸样品与16g5%的NaOH溶液恰好完全反应；

16g5%的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量=16g×5%=0.8g；

设0.8g氢氧化钠与硫酸完全反应生成硫酸钠的质量是x；

x=1.42g

恰好完全反应时所得溶液的质量是10g+16g=26g

恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数=

故填：5.5%。