Question

【題目】科學探究是學習化學重要而有效的學習方法。某校化學興趣小組的同學以酸為專題，對酸的五種化學性質進行探究、總結及應用，請回答有關問題:

(1)酸的化學性質①一一酸與酸堿指示劑的作用。酸能使紫色石蕊溶液變成紅色，不能使無色酚酞溶液變色。

(2)酸的化學性質②，圖中M所代表的物質類別是_______。黃金是一種常見飾品，現實生活中，少數商販用黃銅冒充黃金出售，可以用化學的方法加以鑒別。某同學為了測定黃銅(銅鋅合金)樣品的成分，將60g稀HCl分三次加入到盛有10g該樣品的燒杯中，所得數據如下表，則該黃銅樣品中含鋅的質量分數為___________。

實驗次數 物質質量	第1次	第2次	第3次
加入稀鹽酸質量/ g	20	20	20
充分反應后剩余固體質量/g	8.7	7.4	6.4

(3)酸的化學性質③一一酸與金屬氧化物的反應。鹽酸可用于金屬制品表面除銹等。

(4)酸的化學性質④一一酸堿中和反應。

該校化學興趣小組的同學重點以“酸堿中和反應”為課題進行探究。小宇同學向燒杯中的氫氧化鈉溶液中滴加稀硫酸，一會兒后發現忘了滴加酸堿指示劑，于是他停止滴加稀硫酸。同學們紛紛對實驗燒杯溶液中含有哪些溶質展開了討論。

[提出問題]實驗的燒杯中溶質含有哪些物質?

[提出猜想]猜想一 :溶質中只有Na2SO4

猜想二:溶質中可能是Na2SO4和NaOH

猜想三:溶質中可能是____________________。

[查閱資料] Na2SO4溶液呈中性

[實驗探究]小宇同學設計如下的實驗方案

	方法步驟	實驗現象	實驗結論
方案一	取少量燒杯中的溶液于潔凈的試管中， 滴入幾滴無色酚酞溶液	酚酞不變紅色	猜想一正確 猜想二不正確
方案二	取少量燒杯中的溶液于潔凈的試管中， 滴加BaCl2溶液	出現白色沉淀	猜想三正確
方案三	取少量燒杯中的溶液于潔凈的試管中，入少量的黑色CuO粉末，振蕩	_________	猜想三正確

[方案評價]同學們對小宇上述的方案討論后認為:

①方案一存在缺陷，該方案不能證明猜想一是正確的，其原因是____________________。

②方案二也不能證明猜想三是正確的，理由是__________________________________。

③同學們經過討論，一致認為方案三能夠證明猜想三是正確的，并討論除此方案外，還可以向燒杯的溶液中加入活潑金屬、碳酸鹽等物質進行證明。

[實驗反思]在分析化學反應后所得物質成分時，還需考慮反應物的用量。

[學科滲透]如圖所示，小宇同學在進行溶液導電性的實驗時，將電極兩端插入稀H2SO4溶液中，閉合開關，小燈泡正常發光，然后逐滴向稀H2SO4中加入Ba(OH)2溶液至過量，請推測小燈泡的發光情況為__________________；發生反應的化學方程式是___________。

(5)酸的化學性質⑤一一酸與鹽的反應

利用下圖所示裝置來驗證CO2氣體的性質，要證明CO2與NaOH溶液能夠發生反應，可先加氫氧化鈉溶液，再加鹽酸，氣球的變化是_____________。

[方法感悟]在化學實驗中，可通過驗證反應后生成物的存在，來驗證某化學反應的發生。

Answer 1

【答案】 金屬或金屬單質 36% 硫酸鈉和硫酸(或Na2SO4、H2SO4) 黑色固體逐漸溶解，溶液由無色變為藍色 溶液中含有H2SO4也不能使無色酚酞溶液變紅(或酸性溶液和中性溶液都不能使無色酚酞溶液變紅) Na2SO4也能與BaCl2反應產生白色沉淀，無法判斷是否含有H2SO4 小燈泡逐漸變暗至熄滅，再逐新變亮 H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O 先脹大，后變癟或先變大再變小直到恢復原狀

【解析】本題考查了酸的通性，堿、鹽的化學性質，難度不大，首先分析考查的問題，然后結合題中的現象和學過的知識進行分析解答。

（1）酸的通性是酸能與酸堿指示劑、金屬、金屬氧化物、堿和某些鹽發生反應，所以M是金屬或金屬單質；

（2）第一次加入20g鹽酸減少的固體即反應的鋅的質量為10g-8.7g=1.3g，第二次加入20g鹽酸減少的固體即反應的鋅的質量為8.7g-7.4g=1.3g，第三次減少的固體為7.4g-6.4g=1.0g，此時鋅反應完全，稀鹽酸有剩余。剩余的固體為銅，黃銅中鋅的質量=10g-6.4g=3.6g，黃銅樣品中含鋅的質量分數=×100%=36%；

（4）提出猜想：氫氧化鈉和硫酸反應生成了硫酸鈉和水，恰好完全反應時，燒杯中溶質是硫酸鈉，氫氧化鈉過量時，燒杯中溶質是硫酸鈉和氫氧化鈉，硫酸過量時，燒杯中溶質是硫酸鈉和硫酸，所以猜想三中溶質中可能是硫酸鈉和硫酸(或Na2SO4、H2SO4)；

實驗探究：若猜想三正確，溶質中是硫酸鈉和硫酸，硫酸與氧化銅反應生成硫酸銅和水，所以取少量燒杯中的溶液于潔凈的試管中，加入少量的黑色CuO粉末，振蕩，黑色固體逐漸溶解，溶液由無色變為藍色；

方案評價：①溶液中含有H2SO4也不能使無色酚酞溶液變紅(或酸性溶液和中性溶液都不能使無色酚酞溶液變紅) 所以方案一存在缺陷，該方案不能證明猜想一是正確；

②，溶液中一定存在Na2SO4，Na2SO4也能與BaCl2反應產生白色沉淀，無法判斷是否含有H2SO4，所以方案二也不能證明猜想三是正確；

學科滲透：氫氧化鋇溶液中存在著大量的能夠自由移動的鋇離子與氫氧根離子，氫氧化鋇溶液能夠導電；將稀硫酸滴加到氫氧化鋇溶液中時，能夠觀察到產生白色沉淀，隨著反應的進行溶液中能夠自由移動的離子數目的減少，溶液的導電性減弱，燈泡由亮變暗，當恰好完全反應時，燈泡幾乎熄滅，繼續滴加稀硫酸，溶液中能夠自由移動的離子數目增多，溶液的導電性增強，燈泡又慢慢變亮，所以推測小燈泡的發光情況為小燈泡逐漸變暗至熄滅，再逐新變亮，該反應的化學方程式為：H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O；

(5) 二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收生成碳酸鈉和水，瓶內壓強變小，氣球變大；再滴加鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水和二氧化碳，瓶內壓強變大，氣球變小，所以先加氫氧化鈉溶液，再加鹽酸，氣球的變化是先脹大，后變癟或先變大再變小直到恢復原狀。