8.4酸碱中和反应 练习（含答案） (6)

8.4酸碱中和反应
练习
例1
在研究酸和碱的化学性质时，某小组同学想证明：稀H2SO4与NaOH溶液混合后，虽然仍为无色溶液，但确实发生了化学反应。请与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价。
(1)方案一：测定稀H2SO4与NaOH溶液混合前后的pH(20℃)。
测定某NaOH溶液的pH，pH_______7(填“大于”“等于”或“小于”)。
将一定量的稀H2SO4加入该NaOH溶液中，混合均匀后测定其pH，pH小于7。
结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，并且_______过量。
(2)方案二：观察_________。(根据如图7－4－4所示实验步骤，概括方案要点)
图7－4－4
结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为______________。
(3)上述两个方案在设计思想上的相同点是_________________________________。
(4)为了进一步获取稀H2SO4与NaOH溶液确实发生了化学反应的证据，依据中和反应是___________(填“放热”“吸热”或“无热量变化”)的反应，采用同温下的稀H2SO4与NaOH溶液进行实验，整个实验中至少需要测定溶液温度________次。
解析：(1)NaOH溶液显碱性，pH大于7；滴加稀H2SO4后，pH小于7，说明稀H2SO4过量；(2)向NaOH溶液中滴加酚酞试液，溶液变红，向滴加了酚酞试液的NaOH溶液中逐滴加入稀H2SO4时，稀H2SO4与NaOH发生中和反应，二者恰好完全反应或稀H2SO4过量时，溶液由红色变为无色；(3)方案一和方案二都是测定溶液反应前后的酸碱性变化来确定稀H2SO4和NaOH是否发生了化学反应；(4)因为酸与碱发生的中和反应是放热反应，实验前先分别测稀H2SO4和NaOH溶液的温度，实验结束，再测反应后所得溶液的温度，根据所测反应后溶液温度比反应前稀H2SO4和NaOH溶液的温度高，证明二者发生了反应。
答案：(1)大于
稀H2SO4
(2)稀H2SO4逐滴加入滴加了酚酞试液的NaOH溶液中是否有颜色的改变
2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
(3)测定溶液反应前后的酸碱性变化来确定两种溶液混合后是否发生化学反应
(4)放热
三
提示
稀H2SO4和NaOH溶液混合，发生化学反应，但没有明显的现象，我们可以借助酸碱指示剂的颜色变化和反应前后溶液温度的改变推断两溶液之间发生了化学反应。
例2
小东对某农田的土壤酸碱性和改良方案进行研究。请回答下列问题。
取样：如图7－4－5所示，在农田的四点，各取耕作层土壤约l
kg，让其自然风干，磨成粉状后混合均匀备用(以下称为土样)。
图7－4－5
实验一：土壤酸碱性的测定
(1)实验目的：______________________________________________________。
(2)实验方法：取5
g土样，放入碗底。加入自来水10
mL，用玻璃棒充分搅拌均匀，待其静置澄清后，用玻璃棒蘸取上层清液到精密pH试纸(可精确到小数点后一位)上，与标准比色卡比较，读出土样的pH。
(3)实验记录：进行三次实验，测得pH分别为3.6、3.5、3.7。
(4)结果分析：
①从测定结果看，此土壤呈______(填“酸”或“碱”)性。
②此实验方法有一处不够严密，请指出并改正：__________________________________。
实验二：用不同改良剂进行土壤改良的对比实验
(1)实验目的：研究不同改良剂对土样酸碱性的改良情况
(2)实验方法：取三份土样各500
g，分别加入0.2
g不同改良剂和约1
L左右的水，充分搅拌静置后，测定上层清液的pH。
(3)实验记录；见下表。
加入的改良剂
重过磷酸钙
熟石灰
有效成分的化学式
Ca(H2PO4)2
Ca(OH)2
测得的pH
3.1
10.3
(4)结果分析：
①从本实验结果看，不能用于改良此土壤的改良剂是__________________。
②为增强对比实验的说服力，在上述实验方法中，你认为对每种改良剂进行实验所加水量的要求应该是______________________。
实验三：改良剂用量的测定实验
(1)实验目的：研究使500
g土样呈中性所需熟石灰的质量。
(2)实验方法：___________________________________________________________。
(3)此实验结果的作用是___________________________________________________。
解析：对于实验一：由实验过程推知，实验目的为测定土壤的酸碱性；由于实验测得pH＜7，故此土壤呈酸性；实验不够严密的地方是实验中使用了自来水，应该用蒸馏水。对于实验二：重过磷酸钙的pH＜7，故重过磷酸钙不能用于改良此土壤；科学探究中应注意对比实验的效果，所加水的量应相等。对于实验三：取5
g土样，放入烧杯，加适量水，然后逐滴加入已配好的饱和澄清石灰水，用玻璃棒不断搅拌，且不断测定所得溶液的pH；当pH＝7时，记录所用饱和石灰水溶液的体积，然后通过计算求出所用熟石灰的质量；最后通过计算可确定改良此土壤所用改良剂的量。
答案：实验一：(1)测定土壤的酸碱性
(4)①酸
②实验中不能用自来水而应该用蒸馏水
实验二：(4)①重过磷酸钙
②相等
实验三：答案见解析
例3
某研究性学习小组对中和反应进行探究，请你参与实验。
实验一：证明酸和碱发生了反应
稀盐酸和NaOH溶液混合没有明显现象，小丽同学按图7－4－6所示进行实验，证明了盐酸和NaOH溶液发生化学反应，她依据的实验现象是_________________________。
图7－4－6
实验二：证明酸和碱反应有水生成
小明同学取变色硅胶固体(吸水后由蓝色变为红色)、无水醋酸(一种酸，常温下为无色液体)和氢氧化钠固体进行如图7－4－7所示的三个实验。
图7－4－7
(1)观察发现实验①、②的硅胶不变色，这两个实验的实验目的是_________________。
(2)加入试剂后，要迅速塞紧橡皮塞的原因是______________________________。
(3)能证明酸和碱反应有水生成的现象是_______________________________。
实验三：测量酸和碱反应过程中pH、温度的变化
取一定量的稀盐酸，逐滴匀速滴加NaOH溶液，用传感器实时获得溶液的pH、温度变化曲线(如图7－4－8所示)。
图7－4－8
(1)0～t1时，溶液的酸碱性变化情况是____________。
(2)分析图7－4－8，证明酸和碱发生反应的依据是_______，酸和碱的反应是_________(填“吸热”或“放热”)反应。
解析：实验一根据溶液中颜色的变化证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应。实验二中①和②的实验目的是证明无水醋酸和氢氧化钠固体中无水，不能使硅胶变色；为了防止空气中的水蒸气进入试管对实验产生干扰，实验过程中要迅速塞紧橡皮塞；根据硅胶由蓝色变为红色证明反应中有水生成。实验三中0～t1时，溶液的pH逐渐增大，酸性减弱，t1时pH＝7，溶液显中性；根据溶液pH变大，说明酸和碱发生了反应，t1时pH＝7，随着反应的进行溶液温度逐渐升高，说明中和反应是放热反应。
答案：实验一：滴有酚酞试液的NaOH溶液由红色变为无色
实验二：(1)证明反应物中没有水
(2)防止空气中的水蒸气进入试管干扰实验
(3)试管③中硅胶由蓝色变为红色，试管①②中硅胶不变色
实验三：(1)溶液酸性减弱，t1时变为中性
(2)溶液pH变大，t1时pH＝7
放热