中和反应实验探究

赵培龙

中和反应是初中化学的核心概念之一，在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用。酸和碱之间的中和反应有些无明显现象，所以如何设计实验验证酸和碱是否发生反应、反应是否恰好完全是中考考查的重点和热点。

[夯实基础]

1. 实验仪器：胶头滴管、烧杯、玻璃棒等。

2. 实验药品：NaOH溶液、酚酞溶液、稀HCl等。

3. 实验原理：NaOH + HCl -NaCl + H2O。

4. 实验装置：如图1所示。

5. 实验步骤：

（1）在盛有NaOH溶液的烧杯中，滴加2～3滴酚酞溶液;（2）用胶头滴管吸取稀HCl逐滴加入盛有NaOH溶液的烧杯中，同时用玻璃棒搅拌;（3）当烧杯中溶液刚好变成无色时，停止加入稀HCl。

6. 实验解释：NaOH溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红。滴加稀HCl后，稀HCl与NaOH溶液反应，恰好完全反应时溶液呈中性，溶液由红色变为无色。

[实验拓展]

1. 改良实验

实验1：在盛有NaOH溶液的烧杯中，滴加2～3滴酚酞溶液，插入一支温度计，测量溶液的温度;用胶头滴管吸取稀HCl逐滴加入上述烧杯中，同时用玻璃棒搅拌;当烧杯中溶液恰好变为无色时，停止滴加。实验过程中，溶液的酸碱性和温度发生了什么变化？

实验2：取实验1所得溶液少许于一支试管中，向试管中滴加1滴NaOH溶液，溶液的颜色又发生什么变化？这说明了什么？

实验3：用玻璃棒蘸取实验1所得的溶液，加热至蒸干，观察到什么现象？

2. 改良优点

实验1说明稀HCl可以与NaOH反应，且反应时放出热量;实验2从定量的视角说明，反应物的用量决定了反应进行的程度;实验3说明中和反应的产物有“盐”。上述实验设计，有利于同学们了解中和反应的特征（放出热量），认识中和反应的产物“盐”（帮助同学们从生成物角度来判断化学反应是否進行），同时培养了同学们定性研究和定量研究方法整合、实证思想的强化等化学学科的核心素养。

[实战演练]

（2020·山东·临沂）如图2所示，某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的NaOH溶液加入稀HCl，一会儿后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀HCl，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。

（1）从微观角度分析，中和反应的实质是________________。

（2）探究烧杯内溶液中溶质的成分：

【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？

【猜想】猜想①：可能是NaCl和NaOH;猜想②：可能只有NaCl;猜想③：可能是______________。

【查阅资料】NaCl溶液呈中性。

【进行实验】

方案二发生反应的化学方程式是____________________________。

【反思与拓展】（3）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑____________________________。

（4）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？______________（填序号）。

A. pH试纸            B. 铜              C. 紫色石蕊溶液

解析：（1）中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应，从微观角度分析，中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水分子。

（2）【猜想】猜想①：当NaOH过量时，烧杯内溶液中的溶质为NaCl和NaOH;猜想②：当NaOH与HCl刚好完全反应时，烧杯内溶液中的溶质只有NaCl;猜想③：当稀HCl过量时，烧杯内溶液中的溶质为NaCl和HCl。

【进行实验】方案一：若猜想①不正确，则溶液中不存在NaOH。取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，溶液不变色，说明溶液不呈碱性，溶液不含NaOH。

方案二：若猜想②不正确，猜想③正确，则溶液中存在HCl和NaCl。取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入Na2CO3溶液至过量，溶液中有气泡产生，说明溶液中含有HCl，Na2CO3与HCl反应生成NaCl、H2O和CO2，发生反应的化学方程式是2HCl + Na2CO3 ——2NaCl + H2O + CO2↑。

（3）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余。

（4）用pH试纸测定溶液的pH值，如果溶液pH小于7 ，溶液中含有HCl，A符合题意;铜不与稀盐酸反应，无法检验溶液中是否含有HCl，B不符合题意;把紫色石蕊溶液滴到溶液中，如果变红色，则溶液中含有HCl，C符合题意。故本题应选择AC。

答案：（1）氢离子和氢氧根离子反应生成水分子 （2）NaCl和HCl 不变 溶液中有气泡产生 2HCl + Na2CO3——2NaCl + H2O + CO2↑ （3）反应物是否有剩余 （4）AC