Question

10．鹽酸或硫酸和氫氧化鈉溶液的中和反應(yīng)沒有明顯的現(xiàn)象．某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)為了證明氫氧化鈉溶液與鹽酸或硫酸發(fā)生了反應(yīng)，從中和反應(yīng)的熱效應(yīng)出發(fā)，設(shè)計了下面幾種實驗方案．請回答有關(guān)問題．
（1）方案一：如圖1裝好實驗裝置，圖中小試管用細(xì)線吊著，細(xì)線的上端拴在細(xì)鐵絲上．開始時使右端U形管兩端紅墨水相平．實驗開始，向下插細(xì)鐵絲，使小試管內(nèi)鹽酸和廣口瓶內(nèi)氫氧化鈉溶液混合，此時觀察到的現(xiàn)象是U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高，原因是鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大．

（2）方案二：該小組借助反應(yīng)溶液溫度的變化來判斷反應(yīng)的發(fā)生．如果氫氧化鈉溶液與鹽酸混合前后有溫度的變化，則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．該小組同學(xué)將不同濃度的氫氧化鈉溶液和鹽酸各10mL混合，用溫度計測量反應(yīng)前后溫度的變化，測得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

編號	鹽酸	氫氧化鈉	△t/℃
1	0.1mol•L-1	0.05mol•L-1	3.5
2	0.1mol•L-1	0.1mol•L-1	x
3	0.2mol•L-1	0.2mol•L-1	14

則x=7．
（3）方案三：該小組還設(shè)計了如圖2示裝置來證明氫氧化鈉溶液確實與稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)．他們認(rèn)為若洗氣瓶中導(dǎo)管口有氣泡冒出，則說明該反應(yīng)放出熱量，從而證明發(fā)生了反應(yīng)．
①實驗時，打開分液漏斗活塞，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管流出液體不暢，原因可能是沒打開分液漏斗上部塞子
②從原理上講，該實驗設(shè)計的不合理之處為稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸的體積引起的．
請你在此實驗裝置的基礎(chǔ)上提出修改方案分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導(dǎo)管．

Answer 1

分析 （1）由于鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大，所以U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗2中生成水的物質(zhì)的量是實驗1中的2倍，實驗溶液升高的溫度也應(yīng)該是2倍，即溫度差是7℃；
（3）①要保證液體順利流下，則有關(guān)保證內(nèi)外壓強(qiáng)相等，因此可能的原因是沒有分液漏斗上部塞子；
②原因稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因也可能是加入稀硫酸的體積引起的；所以改進(jìn)的方法就是在分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導(dǎo)管，使容器內(nèi)氣體體積不變的．

解答 解：（1）鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大，所以U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高，故答案為：U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高；鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶內(nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗2中氫氧化鈉的濃度增加為實驗1的2倍，故生成水的物質(zhì)的量是實驗1中的2倍，實驗溶液升高的溫度也應(yīng)該是2倍，即溫度差是7℃，
故答案為：7；
（3）①為了保證液體順利流下，就得保證內(nèi)外壓強(qiáng)相等，故可能的原因是沒有分液漏斗上部塞子，故答案為：沒打開分液漏斗上部塞子；
②稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡也可能是加入稀硫酸的體積引起的；所以改進(jìn)的方法就是在分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導(dǎo)管，使容器內(nèi)氣體體積不變的，
故答案為：稀硫酸具有一定的體積，冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸的體積引起的；分液漏斗上口和錐形瓶之間連接一導(dǎo)管．

點(diǎn)評 本題主要考查的是中和反應(yīng)實驗的綜合性題目，難度較大，分別從中和反應(yīng)放熱、實驗方案的設(shè)計與評價等方面檢驗了學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ�是一好題．