中和反應實驗探究應用

徐冶

《義務教育化學課程標準》（2022年版）充分發(fā)揮了化學課程的育人功能，培養(yǎng)同學們正確價值觀、必備品格和適應未來發(fā)展的關鍵能力。實驗探究題能考查同學們對科學探究流程的了解，其中中和反應的實驗探究是初中化學最重要的探究內容之一。

考點提煉

考點1：中和反應

酸和堿作用生成鹽和水的反應叫作中和反應。通過不同手段可以判斷中和反應的發(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）證明有新物質產生；（4）根據(jù)反應中的熱量變化來判斷，中和反應過程中會釋放熱量。

考點2：酸堿指示劑的選擇

中和反應實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，石蕊溶液中性時呈紫色，當酸性或堿性較弱時，變色不夠明顯。

考點3：當酚酞變成無色時，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），觀察是否有氣泡產生；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）做酸堿中和反應實驗時，甲同學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，于是停止了實驗。

【提出問題】乙同學提出疑問：反應后燒杯中溶液的溶質是什么？

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

【實驗探究】為進一步驗證猜想，甲、乙、丙三位同學分別進行了如下探究實驗：

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

（2）乙同學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，乙同學認為溶液中不含HCl。

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

【討論分析】丁同學對三位同學的探究實驗進行了分析評價，他認為甲同學的結論不正確。你認為丁同學的理由是： ? ? ? ? ? ? ? ?。

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

【得出結論】通過探究和討論，最終大家一致認為猜想是正確的。

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

總結提升

中考?？疾榈闹泻头磻獙嶒炋骄款}主要包括兩種，分別是證明中和反應的發(fā)生和中和反應過程中溶質成分的探究。

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證明中和反應的發(fā)生。

2.證明中和反應過程中溶質的成分

中和反應的發(fā)生包括兩種情況：（1）恰好完全反應；（2）其中一種反應物過量。解題時應依據(jù)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，反應后溶質只有NaCl。

情況二：其中一種反應物NaOH過量，反應后溶質為NaOH和NaCl。

情況三：其中一種反應物HCl過量，反應后溶質為HCl和 NaCl。

依據(jù)反應后可能存在的情況進行實驗設計：（1）確認不需檢驗的物質，對于上述反應，NaCl是一定存在的，不需要檢驗。（2）檢驗過量物質，即反應物。以上述反應為例，檢驗過量的反應物NaOH時，應加入無色酚酞試液，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行檢驗；檢驗過量的反應物HCl時，可以選用與酸反應的物質進行檢驗，如鋅粒、氧化銅、氫氧化銅等物質。

專題精練

在學習了常見的酸和堿后，某化學興趣小組的同學圍繞酸堿中和反應實驗，在老師引導下開展實驗探究活動，請你參與下列活動。

【實驗探究】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，三位同學進行了以下實驗。

（1）測定溶液pH變化的方法：甲同學在實驗過程中測得pH變化如圖1所示，則該同學是將_____________（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_____________：乙同學在實驗過程中測得數(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。

【提出問題】針對反應后溶液中溶質的成分，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。

【進行實驗】為了驗證猜想，學習小組選用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，進行如下探究：

【實驗結論】通過探究，同學們一致確定猜想二是正確的。

【評價與反思】（1）丁同學針對上述方案提出疑問，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的成分時，除了考慮生成物外，還要考慮 ? ?。

答案：【實驗探究】（1）a （2）混合過程中溫度的變化 【進行實驗】溶液變成黃色 【評價與反思】（1）K2SO4與BaCl2反應也會產生白色沉淀，無法證明H2SO4一定存在? ? ? （2）反應物是否有剩余

（作者單位：沈陽市第四十三中學）