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专题训练九 涉及酸、碱、盐的检验类实验探究
　酸碱中和反应的探究
1．学习酸碱中和反应时，同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象，学习小组的同学们对其产生探究兴趣，于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应。
【探究一】通过溶液的pH和温度变化，证明酸碱发生中和反应。
如图一所示，用pH传感器和温度传感仪，测定氢氧化钠溶液与稀盐酸反应过程中溶液pH和温度(T)随所加试剂的变化过程，记录变化曲线如图二。
(1)分析温度变化曲线可知，中和反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)从A到B过程中，烧杯中溶液pH逐渐减小，到达C时溶液中溶质有________。
【探究二】通过证明有新物质生成的角度，证明酸碱发生中和反应。
为验证中和反应有水生成，萌萌同学在老师的指导下，查阅了相关资料，进行如图所示的三个实验。
已知：①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色；②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
(3)证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是________________________。
(4)实验过程中，观察到丙的U形管内液面左低右高，出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应放出的热量，还有可能的原因是__________________。
【探究三】通过定量探究，证明酸碱发生中和反应。
小夏同学取8.0 g 10%的NaOH溶液于烧杯中，再加入一定量的盐酸，搅拌，一段时间后将混合溶液在充满氮气的环境中加热蒸干，所得固体至恒重，称量，记其质量为m。
理论分析：盐酸具有挥发性，NaOH溶液与盐酸若不发生反应，则加热蒸干后，所得固体只有NaOH。
(5)“在充满氮气的环境中加热蒸干”的原因为________________________________________。
【探究四】设计不同于上述实验的方法，证明酸碱发生中和反应。
(6)简述一种证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生反应的方法：____________________。
　碱变质的探究
2．王飞同学在实验室发现一瓶瓶盖破损的氢氧化钠，怀疑其已经变质了，于是联合几个同学一起按照下列步骤探究氢氧化钠固体是否发生了变质。
(1)取该固体置于烧杯中，加适量的水溶解。取适量溶液于试管中，滴加无色酚酞，发现溶液为红色。此溶液的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)7。于是，王飞同学认为氢氧化钠没有变质。而同伴李军认为这个推论不正确，他的理由是__________________________。
(2)于是李军向上面的试管中滴加________(填化学式)，发现有白色沉淀生成，同时溶液仍然是红色的。请写出该反应的化学方程式：__________________________。
(3)同伴张成取适量溶液于另一支试管中，加入一定量的________(填化学式)，发现有大量气泡产生。
(4)通过上述实验你得到实验结论是__________________________________。
(5)王飞认为张成的实验应该做个改进：__________________。使得在实验中如果没有看到气泡产生，即可得出氢氧化钠固体一定没有变质。
(6)还可以通过向溶液中滴加________[填化学式，注意不能和试题(2)、(3)中的物质属于同一类别]，通过观察到____________现象，判断出氢氧化钠固体已经变质。
(7)王飞他们几个小伙伴通过查阅资料发现：运用下面的装置图通过定量实验可测量一定量氢氧化钠固体的变质程度。
其操作步骤：实验前先打开弹簧夹，通过一段时间空气，然后关闭弹簧夹，打开分液漏斗，滴加稀盐酸至不再产生气泡为止，再次打开弹簧夹，继续通入一段时间的空气，通过测量图中右边盛有浓氢氧化钠溶液和碱石灰仪器的总质量改变情况，来计算氢氧化钠固体的变质程度。
请你分析两次通入空气的原因：______________；__________________________________。
　反应后物质成分的探究
3．以下是甲、乙两个兴趣小组分别开展的探究活动。
Ⅰ.甲兴趣小组对空气中久置的一瓶生石灰样品的成分做了如下的探究。
【提出问题】这瓶生石灰样品的成分有哪些？
【作出猜想】生石灰样品的成分可能是CaO、Ca(OH)2和CaCO3中的一种或几种。
【进行实验】
(1)该小组设计如下实验进行探究：
实验步骤及操作 实验现象 结论
①取样品于试管中，加水溶解，用手触摸试管外壁 试管外壁发热 含有________
②向步骤①加水后的试管中滴入无色酚酞溶液 溶液变红色 含有Ca(OH)2
③向进行完步骤②的试管中加入足量的稀盐酸 ________ ________ ________ 含有CaCO3
【实验分析】
(2)小李同学认为步骤②不能确定Ca(OH)2是否存在，原因是________________；步骤③中加入足量稀盐酸的目的是____________________________________________。
【改进实验】
(3)小李同学取该瓶样品又做了如下实验：
根据小李的实验结果，推测该瓶久置生石灰样品含有的物质是__________________。
Ⅱ.乙兴趣小组做了如图1所示实验。实验结束后，小组同学将A、B两支试管中的上层清液倒进一洁净的烧杯中，如图2所示，烧杯内观察到的现象是先有气泡产生，后有白色沉淀生成。
(4)试管B中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(5)试管A中的物质充分反应后，所得溶液中的溶质是________________(写化学式)。
(6)将烧杯内的物质进行过滤，滤液中溶质的成分可能有以下猜想：
猜想一：NaCl；
猜想二：NaCl、Na2CO3；
猜想三：________________。
【实验验证】该小组同学取少量滤液于试管中，只加入一种试剂，就确定了滤液中溶质的成分，则加入的该试剂是__________。
【详解答案】
1．(1)放热
(2)NaCl、HCl
(3)甲、乙实验中的变色硅胶不变色，丙实验中的变色硅胶由蓝色变为红色
(4)氢氧化钠固体溶于水放热
(5)防止空气中二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应
(6)向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，观察到溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠被消耗，则可证明氢氧化钠与盐酸发生了反应
解析：(1)由题中温度变化曲线可知，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，说明中和反应是放热反应。(2)氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，由题图分析可知，C点处溶液的pH小于7，溶液呈酸性，盐酸过量，则C点处溶液中的溶质是反应生成的氯化钠和过量的氯化氢(NaCl、HCl)。(3)甲实验中只有氢氧化钠固体，没有无水醋酸，变色硅胶不变色，乙实验中只有无水醋酸，没有氢氧化钠固体，变色硅胶不变色，丙中含有氢氧化钠固体和无水醋酸，一段时间后，变色硅胶由蓝色变为红色，说明反应有水生成，证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成。(5)氮气化学性质比较稳定，可用作保护气，防止空气中二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应。(6)氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红，向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，观察到溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠被消耗，则可证明氢氧化钠与盐酸发生了反应。
2．(1)＞　碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞溶液变红
(2)CaCl2　Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
(3)HCl
(4)氢氧化钠部分变质
(5)加入足量盐酸
(6)Ca(OH)2　产生白色沉淀
(7)排出装置中的二氧化碳　使反应生成的二氧化碳全部被浓氢氧化钠溶液吸收
解析：(1)碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞溶液变红。(2)氯化钙和碳酸钠反应生成了碳酸钙沉淀和氯化钠，该反应的化学方程式为Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl。(3)同伴张成取适量溶液于另一支试管中，加入一定量的HCl，发现有大量气泡产生，是因为碳酸钠和盐酸反应生成了二氧化碳。(6)还可以通过向溶液中滴加Ca(OH)2溶液，观察到产生白色沉淀，判断出氢氧化钠固体已经变质。
3．(1)①CaO　③溶液由红色变成无色，有气泡产生
(2)氧化钙与水反应也会生成氢氧化钙
将步骤②的试管中的氢氧化钙完全反应，根据是否产生气泡来判断碳酸钙是否存在
(3)氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙
(4)BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl
(5)Na2CO3、NaCl
(6)NaCl、BaCl2
【实验验证】稀硫酸
解析：(1)①氧化钙和水反应放出大量的热，则取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯壁，烧杯壁发热，说明样品中含有氧化钙；③盐酸与氢氧化钙反应生成中性的氯化钙和水，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，可观察到的现象是溶液由红色变成无色，有气泡产生。(2)小李同学认为步骤②不能确定Ca(OH)2是否存在，原因是氧化钙与水反应也会生成氢氧化钙，步骤③中加入足量稀盐酸的目的是将步骤②的试管中的氢氧化钙完全反应，根据是否产生气泡来判断碳酸钙是否存在。(3)设生成1 g沉淀需要氢氧化钙的质量为x，则
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
74　　 　　　　　　　100
x　　　 　 　　　　　1 g
＝，x＝0.74 g。
设生成0.74 g氢氧化钙需要氧化钙质量为y，则
CaO＋H2O===Ca(OH)2
56　 　 　　　　74
y　　　　　　0.74 g
＝，y＝0.56 g。向0.85 g久置生石灰样品加入足量的水后过滤，得到0.2 g固体和溶质为0.74 g氢氧化钙的溶液A，0.2 g固体为碳酸钙，0.74 g＋0.2 g＞0.85 g，说明有氧化钙与水反应生成了氢氧化钙，该样品中存在氧化钙，0.56 g＋0.2 g＜0.85 g，说明样品中有氢氧化钙，故该瓶久置生石灰样品含有的物质是氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙。(5)试管A中，氯化钡溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，试管B中，氯化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，实验结束后，小组同学将A、B两支试管中的上层清液倒进一洁净的烧杯中，烧杯内观察到的现象是先有气泡产生，后有白色沉淀生成，说明A中碳酸钠剩余，B中氯化钡剩余，碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，待稀盐酸反应完后，碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，则试管A中的物质充分反应后，所得溶液中的溶质是Na2CO3、NaCl。(6)试管A中的溶质是氯化钠和碳酸钠，试管B中的溶质是氯化钡和盐酸，当碳酸钠与盐酸、氯化钡恰好完全反应，反应后溶液中的溶质是氯化钠，碳酸钠过量时，反应后溶液中的溶质是氯化钠和碳酸钠，当氯化钡溶液过量时，反应后溶液中的溶质是氯化钠和氯化钡，故猜想三是NaCl、BaCl2。【实验验证】加入硫酸，若无明显现象，溶液中溶质为氯化钠，猜想一成立，若产生气泡，溶液中溶质是氯化钠和碳酸钠，猜想二成立，若产生白色沉淀，溶液中溶质是氯化钠和氯化钡，猜想三成立。

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