总复习中和反应专题.docx
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总复习中和反应专题
2015化学总复习:
中和反应专题
【基础知识】
1.概念:
中和反应:
酸和碱互相交换成分生成盐和水的反应。
理解:
中和反应的实质是:
H+和OH-结合生成水(H2O),并且每个H+和OH-结合恰好生成一个水分子,这是判断中和反应化学方程式是否书写正确的快速方法。
有盐和水生成的反应,不一定是中和反应(如:
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O),所以只要酸碱发生了反应就叫中和,不管进行到何种程度。
判断是否完全中和是以酸碱是否恰好完全反应,即酸性、碱性是否完全消失作为标准的。
2.特点:
中和反应都是放热反应。
可以通过测定温度变化或能展示温度变化的装置而得出结论。
刚好完全中和时温度最高。
有水生成。
利用不含水的酸、碱反应生成的水,被某些吸收水分会产生明显现象的干燥剂吸收来证明。
酸碱性(酸碱度)发生变化。
可以利用指示剂颜色变化表现出来(酸溶液滴加石磊试液、碱溶液滴加酚酞试液均变红色,反应过程中溶液颜色变化明显,容易判断),或用pH计实时测定出来;也可以用pH试纸测定,但因无法通过肉眼观察到反应进程,需间隔数滴多次检测溶液的pH,所以每次使用玻璃棒蘸取溶液前,必须进行洗净擦干。
反应过程中溶液里的溶质不断变化。
当pH〈7时,溶液显酸性,酸过量(有剩余),溶液中的溶质由反应生成的盐和酸(溶液)中的溶质组成;
当pH=7时,溶液显中性,酸碱恰好完全反应,溶液中的溶质只有反应生成的盐;
当pH〉7时,溶液显碱性,碱过量(有剩余),溶液中的溶质由反应生成的盐和碱(溶液)中的溶质组成。
中和反应一般情况下没有明显的外观现象,少数如H2SO4+Ba(OH)2==BaSO4↓+2H2O除外。
3.探究中和反应是否发生的方法:
探究酸碱发生中和反应的方法有以下几种(以HCl和NaOH反应为例):
(1)指示剂法。
先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
(2)pH试纸法。
先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时多次测定混合溶液的pH。
如果测得pH逐渐变小且小于7,则证明二者发生了化学反应。
(3)热量变化法。
化学反应通常伴随着能量的变化.所以可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。
如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
【试题精选】
1.(2011•静安区二模)在研究酸和碱化学性质时,某小组同学想证明:
稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后,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。
【演示实验】向装有一定量氢氧化钠溶液的试管中滴加几滴酚酞溶液,再滴加稀硫酸,并不断振荡溶液,若观察到(实验现象),则证明氢氧化钠溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为。
【提出问题】是否可以用其他实验方法证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应呢?
实验探究
实验过程
实验现象
结论
方案①
加入氢氧化钠溶液后,
温度明显上升。
测量温度变化可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。
方案②
出现白色沉淀
用氯化钡溶液可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应
【交流评价】请你评价上述两组由实验现象获得的结论是否正确,并说明理由。
方案①:
。
方案②:
。
【拓展实验】取一定量的稀硫酸,逐滴匀速滴加氢氧化钠溶液,
测得反应过程中pH变化(20℃)如图所示:
从0→t1时,溶液
的酸碱性变化情况是。
由图示分析,稀硫酸与氢氧化钠溶液发生反应的依据是
。
当加入氢氧化钠溶液到t2时,
所得溶液中的溶质为(写化学式)。
2.(10上海)在学习酸和碱的化学性质时,某化学兴趣小组同学想证明:
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。
测定某NaOH溶液的pH,pH7(选填“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,发现pH减小了,但仍然大于7,小组中有的同学认为根据这个测定结果可以认为稀H2SO4与NaOH溶液发生了反应,你认为他们的结论是否正确:
,理由
。
经过讨论后,他们向溶液中又加入一定量的稀H2SO4,混合均匀后测定其pH,pH 小于7。
结论:
发生了化学反应,并且过量。
(2)方案二:
根据下图图示实验步骤,观察到
的现象,
说明发生了反应。
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)为理解稀盐酸和氢氧化钠两者之间发生反应的微观实质,绘制了下图。
你认为在右边的圆圈中应填入适当的化学式或离子符号:
①,②,③。
(4)某同学在稀H2SO4与NaOH溶液混合后的溶液中加入CuSO4溶液,发现产生蓝色沉淀,说明溶液呈
(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
3.酸与碱之间发生中和反应,其实质是酸溶液中大量自由移动的H+和碱溶液中大量自由移动的OH-结合成水分子的过程。
请根据以下氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的实验,回答问题。
【实验1】用酚酞试液
(1)向一个锥形瓶中倾倒20g质量分数为4.00%的氢氧化钠溶液,滴入3滴酚酞试液,振荡,再逐滴滴入质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴边振荡,直至溶液刚好变为_______色为止,共用去稀盐酸20g,则反应后溶液中溶质质量分数为_______(结果精确到0.1%)。
反应后溶液中的溶质可用_________的方法(填一操作名称)使其析出。
用酚酞作指示剂可逐滴控制酸、碱溶液反应的量,操作简便。
【实验2】用pH试纸
(2)向一支试管内倒入约2mL氢氧化钠溶液,再逐滴滴入盐酸,边滴边振荡。
然后用玻璃棒蘸取反应液点到pH试纸上,与标准比色卡对照。
因无法通过肉眼观察到反应进程,需间隔数滴多次检测溶液的pH,所以每次使用玻璃棒蘸取溶液前,必须进行________________的预处理。
【小结】(3)除了用酸碱指示剂、pH试纸外,还可用______(填方法)检测中和反应是否发生。
4.(12年南岗一模5分)在学过酸碱能发生中和反应后,张南同学和小岗同学想用实验的方法来证明氢氧化钠能与
硫酸能发生化学反应,请回答下列有关问题。
【提出问题】用什么方法来证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生化学反应?
【猜想假设】用碳酸钠溶液做指示剂来验证氢氧化钠和硫酸能发生化学反应。
【设计思路】若要证明两种物质能发生化学反应,一般要考虑两个方面:
一、看是否①__________生成;
二、看是否②____________。
【进行实验】
(1)向盛有稀硫酸的试管中滴加氢氧化钠溶液,振荡试管,使之充分混合,此时无明显现象。
(2)向上述混合溶液中再滴加几滴碳酸钠溶液。
振荡试管,使之充分混合。
【解释与结论】
预计现象
解释与结论
小岗
产生气泡
加入碳酸钠溶液后,产生气泡,说明硫酸还存在,没有和氢氧化钠发生化学反应。
张南
没有产生气泡
加人碳酸钠溶液后,没有产生气泡,说明硫酸不存在,和氢氧化钠发生了化学反应。
【反思与评价】
(1)对小岗同学由实验现象得出结论的评价是③______,理由④_________
_______________。
(2)对张南同学由实验现象得出结论的评价是⑤______,理由是⑥________________
。
5.(2009•邗江区二模)物质之间发生化学反应时,常伴随有明显的现象,但有些化学反应却观察不到明显的现象。
某班同学为证明NaOH能与稀盐酸发生中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验。
【方案一】:
先在NaOH稀溶液中滴加几滴酚酞试液,溶液显色,然后再滴加盐酸,当观察到
,证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
当得到无色溶液时,小虎认为这时酸与碱恰好完全反应。
小英却认为这时还应该存在的另一种情况是。
接着老师又提出问题:
红色消失一定证明是酸与碱发生中和反应吗?
他们经过讨论认为也可能是酚酞与酸反应而褪色。
这时应在溶液中再滴加,若有现象,则证明不是酚酞与酸反应而褪色。
【方案二】:
用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.这时小虎又提出疑问:
pH逐渐变小,可能是由于溶液稀释造成的,不能说明一定发生了反应.小全对小虎的疑问进行了反驳,他的理由是:
。
测定溶液的pH时,需在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用把待测液滴在pH试纸上,过一会儿,将试纸的颜色与
比较,从而得出溶液的pH。
若对一未知溶液用湿润的pH试纸来测定溶液的pH,则测定的结果会。
A.偏大,B.偏小,C.不变,D.以上三种可能都有
【方案三】:
在试管中放入一粒NaOH固体,然后加入稀盐酸。
小华看到氢氧化钠固体消失了,认为发生了反应.而小全想了想之后却不同意小华的观点,小全的理由是:
。
小明用手摸了摸试管外壁,试管比较热,他认为不仅说明它们发生了反应,而且是放热反应。
小全思考之后仍然不同意小明的观点,小全的理由是:
。
乙同学和丙同学各设计了一个装置(见右图),都说在不使用温度计的情况下可以判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。
分析说明:
(填序号)装置更合理,理由是
。
若选用合理的装置进行实验,当出现
现象时,可以说明NaOH溶液与稀盐酸发生了反应。
【方案四】:
可以通过测定反应前的物质不存在来判断反应的发生。
将一定量的稀盐酸溶液平均分为两份,一份直接加入锌粒中,观察到的现象是;向另一份中先加入过量的NaOH溶液,再加入锌粒中,观察到现象,说明NaOH溶液和HCl溶液发生了反应。
锌粒与稀盐酸反应的化学方程式为。
【方案五】:
定量研究是化学研究中的一种重要的方法。
一同学将200 mL稀盐酸平均分成两份,其中一份直接加入到wg的CaCO3中,充分反应后收集到V1体积的CO2;向另一份中先滴加一定量的NaOH溶液,充分反应后,也加入到wg的CaCO3中,反应后收集到V2体积的CO2。
如果V1V2(填“>”或“<”或“=”)也能说明NaOH溶液和HCl溶液发生了反应。
6.你能否用具体实验解释右图的函数图象:
(1)x可以表示向水中加入__________的过程;
(2)y可以表示向水中加入______________的过程;
(3)z可以表示向_______________中加入水的过程。
7.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1:
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1进行实验,证明了盐酸
和NaOH溶液有发生化学反应,他依据的实验现象是。
实验2:
证明酸和碱反应有水生成
小明同学取变色硅胶(吸水后由蓝色变红色)、无水醋酸(一种酸,常温下为无色液体)和氢氧化钠固体进行图2所示的三个实验。
(1)实验①、②的实验目的是
。
(2)加入试剂后,要迅速塞紧橡胶塞的原因是
。
(3)能证明酸和碱反应有水生成的现象是
。
实验3:
测量酸和碱反应过程的pH、温度变化
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、温度曲线如图3。
(1)0-t1时,溶液的酸碱性变化情况是;
(2)由图3分析,酸和碱有发生反应的依据是,
酸和碱的反应是反应(填“吸热”或“放热”)。
8.(2010宿迁)学习酸碱中和反应时,很多同学对其产生探究兴趣。
(1)甲同学将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡,试管壁发烫,于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论。
乙同学认为甲同学推理不合理,理由是
。
(2)乙同学为了验证甲同学的结论,将实验加以改进:
将稀硫酸
慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,用温度计测出氢氧化钠
溶液温度随加入稀硫酸质量的变化如图:
①由图知,稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的反应是(填“放热”或“吸热”)反应,B点表示的含义是。
②从A到B的过程中,烧杯中溶液pH逐渐。
③从B到C的过程中,烧杯内溶液中含有的阳离子有(填离子符号)。
(3)丙同学将稀硫酸滴入氢氧化钠溶液中,有气泡产生,他认为氢氧化钠溶液已变质。
请你分析变质的原因(用化学方程式表示)
(4)丁同学认为氢氧化钠溶液与稀硫酸混合没有明显现象,于是他想借助下列溶液来验证反应是否真的发生,你
觉得不可行的是。
A.无色酚酞试液B.FeCl3 C.BaCl2D.KNO3
9.某同学设计实验证明:
酸与碱发生中和反应时有水生成.请帮助其完成实验报告:
实验操作步骤
实验现象
解释、结论与化学方程式
(1)取少量CuSO4粉末,向其中滴加几滴水
CuSO4粉末
化学方程式:
CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O
(2)向盛有无水醋酸的干燥试管中加入CuSO4粉末;另取一支干燥试管,向其中加入
和。
CuSO4粉末
不变蓝
实验说明:
无水醋酸和氢氧化钠都不能使硫酸铜粉末变蓝
(3)将固体氢氧化钠加入盛有无水醋酸和CuSO4粉末的试管里
CuSO4粉末变蓝
结论:
NaOH与醋酸反应有水生成
10.(2012•陕西)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动。
以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式。
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:
反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问,太家纷纷提出猜想.甲组同学的猜想如下:
猜想一:
只有Na2SO4猜想二:
有Na2SO4和H2SO4
猜想三:
有Na2SO4和NaOH猜想四:
有Na2SO4、H2SO4和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为有一种猜想是不合理的。
不合理的猜想是,理由是
。
【实验探究】
(1)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有
(2)为了验证其余猜想,各学习小组利用烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3
溶液,进行如下三个方案的探究。
实验方案
测溶液pH
滴加Na2CO3溶液
滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象
试纸变色,对比比色卡,pH<7
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定。
同时指出【实验探究】
(2)中存在两处明显错误,请大家反思。
同学们经过反思发现了这两处错误:
(1)实验操作中的错误是
(2)实验方案中也有一个是错误的,错误的原因是
11.如图所示,某兴趣小组同学在进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加稀硫酸,一会儿发现由于忘记了滴加酚酞指示剂,因而无法确定稀硫酸与氢氧化钠是否恰好完全反应。
小明说:
溶质只有硫酸钠;小刚说:
溶质除了硫酸钠外还有硫酸;小丽想了想,觉得还有另外一种可能:
除了硫酸钠外还有。
为了证明大家的猜想,小明从烧杯中取出少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡,观察到酚酞试液不变色.于是小明和小刚说小丽的猜想是不正确。
(1)你认为小明和小刚得出的结论是否正确,理由是
;
(2)为了进一步探究小明和小刚的猜想哪个正确,请你设计实验来证明。
(写出实验步骤、现象和结论):
。
(3)关于实验中的细节和意外情况:
①实验中,常常滴加酚酞溶液而不用石蕊溶液的原因。
②实验过程中,要用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是。
③他们在实验过程中意外发现有气泡出现,你认为可能的原因是(用化学方程式表示)
。
(4)为了继续了解氢氧化钠变质的情况,称取4g氢氧化钠固体于烧杯中,滴加溶质的质量分数为10%的稀硫酸到不再产生气泡为止,共收集到1.1g二氧化碳,请计算样品中氢氧化钠的质量分数。
12.在学习酸碱中和反应时,同学们做了稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的实验。
(1)甲组在实验过程中测定了其中一种溶液的pH变化,如右图所示,由图可知,
该小组同学测定的是溶液的pH变化,该反应的化学方程式为:
。
实验过程中,同学们取了右图中A点所得溶液,加入试剂(填序号),观察到有蓝色沉淀生成。
Ⅰ.BaCl2溶液Ⅱ.Fe2(SO4)3溶液Ⅲ.CuSO4溶液
结论:
酸碱没有恰好中和,A点溶液中的溶质为。
(2)乙组向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸,可观察到。
结论:
酸碱可能恰好中和,也可能硫酸过量。
为了进一步确定反应后所得溶液中是否含有硫酸,乙组同学设计了如下两种方案:
方案一:
取反应后溶液于试管中,滴加碳酸钠溶液,若观察到,则硫酸过量;
方案二:
取反应后溶液于试管中,滴加氢氧化钡溶液,若产生白色沉淀,则硫酸过量。
你认为上述两种方案,哪种不合理?
并说明理由。
13.中和反应在医药卫生和工农业上产中有着广泛的应用.图1表示盐酸和NaOH溶液发生反应过程中溶液的pH与加入溶液的质量关系.请从曲线图1中获取信息,回答下列问题:
(1)pH试纸的使用方法是
(2)实验操作是按照以上乙(甲或乙)图所示进行.
(3)图中A点时,溶液中溶质的化学式为NaOH、NaCl;
(4)已知100g 溶质质量分数为7.3%的稀盐酸能与100gNaOH溶液恰好完全反应.则:
①该NaOH溶液的溶质质量分数是8%。
②当pH=7时,烧杯内未见固体沉淀,则所得溶液的溶质质量分数是多少?
(请写出规范的解题步骤
14.某小组同学用盐酸和氢氧化钙,对酸和碱的中和反应进行探究.请你参与.
甲同学向装有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸,无明显现象.结论:
两种物质未发生反应.
乙同学向滴有酚酞的氢氧化钙溶液的试管中慢慢滴加盐酸,溶液由色变为无色.结论:
两种物质发生了反应.反应的化学方程式为
大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应.并对甲的实验继续探究.
【提出问题】甲实验后的溶液中有什么溶质?
【作出猜想】猜想一:
只有CaCl2;猜想二:
有CaCl2和Ca(OH)2;猜想三:
有CaCl2和HCl。
【实验探究】为验证猜想,丙同学设计了方案1和方案2,并按方案进行实验.
方案编号
方案1
方案2
方案3
实验操作(分别取少量甲实验后的溶液于试管中)
实验现象
对比标准比色卡:
pH<7
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有HCl
溶液中有CaCl2
【实验结论】丙认为猜想三正确.
【实验评价】丙的实验操作和方案中有不足之处,其不足之处是
。
大家讨论后通过方案3即证明了猜想三正确,其实验中应观察到的现象为
。
【实验拓展】为节约资源和避免实验废液对环境污染,小组同学将方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合(混合时未见明显现象),并对混合液中的盐分离回收,请将相关内容填入下表.
要分离的盐
所用试剂
主要操作
15.某化学学习小组的同学探究中和反应.
(1)甲同学向一定体积10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸(常温下),测得反应中溶液的温度与加入盐酸体积的变化如下.
加入盐酸的体积(V)/mL
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
溶液温度上升(△t)/℃
5.2
9.6
12.0
16.0
18.2
16.7
15.7
14.7
13.7
12.9
根据上表分析溶液温度变化的原因.
①加入盐酸的量在2~10mL之间时.
②加入盐酸的量在10~20mL之间时.
(2)乙同学用稀硫酸与氢氧化钠反应来探究中和反应的热量变化,进行了如下实验操作:
取20%的稀H2SO430mL,用温度计测量其温度为13℃.然后向其中加入5gNaOH固体,充分反应后,测量其温度为22℃.
乙同学得出结论:
稀H2SO4与NaOH固体反应放热.
①乙同学所得结论的依据是不严密的,原因:
。
②根据本实验目的,请你改进乙同学的实验操作,改进方案为:
(3)丙同学在做氢氧化钠与稀盐酸中和反应的实验时产生了疑问:
在反应后的溶液中,氢氧化钠与稀盐酸是否恰好反应完全?
请你帮助他设计实验进行探究.
实验步骤
观察到的现象
结论
16.(2013•大庆)在中学所学的化学反应中,有很多反应没有明显现象.某探究小组想通过实验来证明某些无现象
的反应确实发生了,他们做了以下探究过程.
Ⅰ,对NaOH溶液与盐酸反应的探究
甲同学按如图所示的装置验证NaOH与盐酸发生反应,结果甲同学没有
看到预期的实验现象,原因是,如果要想证明盐酸与NaOH发生反应,则实验应改为
,且看到现象。
Ⅱ,对CO2与NaOH溶液反应的探究
【查阅资料】通常状况下,1体积水能溶解1体积二氧化碳.
【设计实验】甲同学设计了三个实验进行验证,请你帮他完成下列实验报告.
实验操作
实验现象
实验结论及解释
①
氢氧化钠溶液可以与CO2反应.
反应的化学方程式为:
②
氢氧化钠溶液可以与CO2反应.
③
洗气瓶中的溶液均为氢氧化钠溶液或澄清石灰水(均为200mL)
A,B均无明显变化
氢氧化钠溶液可以与CO2反应.
B中盛放的溶液是.
【反思交流】
(1)实验①由于甲同学选用的仪器不当,导致未能观察到明显现象,乙同学将甲同学的广口瓶替换成
,看到了现象,证明CO2可以与NaOH溶液反应.丙同学认为乙同学的改进实验仍然存在缺陷,应增加一个对比实验,证明CO2确实可以与NaOH溶液发生反应,该对比实验所用的试剂是.
(2)请判断③中V200mL(填“>”、“<”或“=”),理由是
。
【实验结论】通过实验探究,证明了氢氧化钠溶液可以与二氧化碳反应.
17.(2013•漳州)某化学兴趣小组的同学往氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时,没有看到明显现象.
【提出问题】氢氧化钠与盐酸是否发生了化学反应?
【查阅资料】酸与碱发生中和反应会放出热量.
【实验设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案,请你帮他们完成实验报告.
同学
实验操作
现象
结论
甲
溶液由红色变成
氢氧化钠与盐酸发生了化学反应,反应的化学方程式为
乙