中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)用

徐冶

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）充分發(fā)揮了化學(xué)課程的育人功能，培養(yǎng)同學(xué)們正確價(jià)值觀、必備品格和適應(yīng)未來發(fā)展的關(guān)鍵能力。實(shí)驗(yàn)探究題能考查同學(xué)們對(duì)科學(xué)探究流程的了解，其中中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究是初中化學(xué)最重要的探究?jī)?nèi)容之一。

考點(diǎn)提煉

考點(diǎn)1：中和反應(yīng)

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

考點(diǎn)2：酸堿指示劑的選擇

中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)選用酚酞溶液作指示劑，而不選用紫色石蕊溶液。因?yàn)榉犹芤鹤兩黠@，石蕊溶液中性時(shí)呈紫色，當(dāng)酸性或堿性較弱時(shí)，變色不夠明顯。

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

取少量樣品，用pH試紙測(cè)定溶液的pH；或加入氫前金屬（如鋅粒），觀察是否有氣泡產(chǎn)生；或加入金屬氧化物（如氧化鐵），觀察是否出現(xiàn)固體消失、溶液變色的現(xiàn)象；或選擇不溶性堿，觀察固體是否消失；還可以選用碳酸鹽，觀察是否產(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(yīng)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)忘記加入酸堿指示劑，于是停止了實(shí)驗(yàn)。

【提出問題】乙同學(xué)提出疑問：反應(yīng)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(yàn)探究】為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)：

（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，觀察到溶液中產(chǎn)生白色沉淀。因此，甲同學(xué)認(rèn)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，觀察發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象。因此，乙同學(xué)認(rèn)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，觀察到溶液中有藍(lán)色沉淀生成。因此，丙同學(xué)認(rèn)為溶液中含NaOH。

【討論分析】丁同學(xué)對(duì)三位同學(xué)的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，他認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論不正確。你認(rèn)為丁同學(xué)的理由是： ? ? ? ? ? ? ? ?。

【繼續(xù)探究】丁同學(xué)用pH試紙測(cè)得燒杯中溶液的pH > 7，說明溶液顯 性。

【得出結(jié)論】通過探究和討論，最終大家一致認(rèn)為猜想是正確的。

解析：【討論分析】根據(jù)化學(xué)方程式HCl + NaOH [? ? ? ? ? ] NaCl + H2O可知，生成物中有NaCl和H2O，無論反應(yīng)進(jìn)行到何種程度，溶質(zhì)中都有NaCl，都可以和AgNO3反應(yīng)生成白色沉淀，所以溶液中不一定有HCl。【繼續(xù)探究】pH > 7，說明溶液顯堿性。【得出結(jié)論】最終溶液顯堿性，且可以和CuSO4反應(yīng)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(yīng)生成白色沉淀，所以溶液中不一定有HCl? ? 【繼續(xù)探究】堿? ? 【得出結(jié)論】三

總結(jié)提升

中考常考查的中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究題主要包括兩種，分別是證明中和反應(yīng)的發(fā)生和中和反應(yīng)過程中溶質(zhì)成分的探究。

1.證明中和反應(yīng)的發(fā)生

可以利用溫度計(jì)測(cè)定反應(yīng)后溶液溫度是否升高、用酸堿指示劑測(cè)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證明中和反應(yīng)的發(fā)生。

2.證明中和反應(yīng)過程中溶質(zhì)的成分

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

情況一：恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶質(zhì)只有NaCl。

情況二：其中一種反應(yīng)物NaOH過量，反應(yīng)后溶質(zhì)為NaOH和NaCl。

情況三：其中一種反應(yīng)物HCl過量，反應(yīng)后溶質(zhì)為HCl和 NaCl。

依據(jù)反應(yīng)后可能存在的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（1）確認(rèn)不需檢驗(yàn)的物質(zhì)，對(duì)于上述反應(yīng)，NaCl是一定存在的，不需要檢驗(yàn)。（2）檢驗(yàn)過量物質(zhì)，即反應(yīng)物。以上述反應(yīng)為例，檢驗(yàn)過量的反應(yīng)物NaOH時(shí)，應(yīng)加入無色酚酞試液，此處須注意由于NaCl反應(yīng)后一定存在，故不可加入硝酸銀溶液進(jìn)行檢驗(yàn)；檢驗(yàn)過量的反應(yīng)物HCl時(shí)，可以選用與酸反應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，如鋅粒、氧化銅、氫氧化銅等物質(zhì)。

專題精練

在學(xué)習(xí)了常見的酸和堿后，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)圍繞酸堿中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在老師引導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，請(qǐng)你參與下列活動(dòng)。

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

（1）測(cè)定溶液pH變化的方法：甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)得pH變化如圖1所示，則該同學(xué)是將_____________（填字母序號(hào)）。

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(cè)_____________：乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)得數(shù)據(jù)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(yīng)。

【提出問題】針對(duì)反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分，大家紛紛提出了猜想。

【猜想與假設(shè)】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(yàn)】為了驗(yàn)證猜想，學(xué)習(xí)小組選用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，進(jìn)行如下探究：

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過探究，同學(xué)們一致確定猜想二是正確的。

【評(píng)價(jià)與反思】（1）丁同學(xué)針對(duì)上述方案提出疑問，認(rèn)為方案二是不合理的，理由是。

（2）分析反應(yīng)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(yàn)探究】（1）a （2）混合過程中溫度的變化 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】溶液變成黃色 【評(píng)價(jià)與反思】（1）K2SO4與BaCl2反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，無法證明H2SO4一定存在? ? ? （2）反應(yīng)物是否有剩余

（作者單位：沈陽市第四十三中學(xué)）