Question

10．某研究性學習小組在驗證“堿使酚酞試液變紅”的實驗時，發(fā)現(xiàn)一個意外現(xiàn)象：將酚酞試液滴人某NaOH溶液中，溶液變成了紅色，可是過一會兒紅色卻消失了．
【提出問題】是什么原因導致滴有酚酞的NaOH溶液由紅色褪為無色？
【猜想與假設】他們分別對這種意外現(xiàn)象作如下猜想：
甲同學：可能是酚酞與O₂發(fā)生了反應；
乙同學：可能是NaOH溶液與空氣中的CO₂發(fā)生了反應；
丙同學：酚酞本身已變質
丁同學：可能與NaOH溶液濃度大小有關；
【查閱資料】碳酸鈉溶液顯堿性
【討論交流】
（1）丙同學認為乙同學的猜想本身就是錯誤的，丙同學的理由是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉水溶液顯堿性；．丙同學剛提出自己的猜想，立即遭到其他三位同學的否定，三位同學的理由是若酚酞變質，剛開始溶液就不會變紅色．
【設計實驗】甲、乙、丁三位同學分別設計實驗驗證自己的猜想：
（2）甲同學設計了如下實驗驗證自己的猜想，請你填寫下表．

實驗步驟	設計這一步驟的目的	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將NaOH溶液加熱煮沸	煮沸能達到此目的理由是除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣	溶液變紅，過一會兒紅色消失	甲同學猜想 正確 （填“正確”或“不正確”）
向冷卻后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	隔絕氧氣

（3）乙同學設計如圖1裝置所示實驗驗證自己的猜想，寫出錐形瓶中反應的化學方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．一段時間后，試管中溶液的紅色褪去，于是乙同學認定自己的猜想正確．請寫出CO₂與NaOH溶液反應的化學方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
甲同學認為乙同學的實驗不夠嚴謹，他的理由是若制取的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體，試管中溶液的紅色也能褪去．

（4）丁同學使用了色度傳感器測溶液的顏色來驗證自己的猜想．他在a、b、c三個比色皿中分別加入等量的質量
分數(shù)分別為5%、10%、20%的氫氧化鈉溶液，然后各滴加2滴酚酞試液．溶液顏色的變化曲線如圖2所示．
[說明：溶液無色時色度值（透過率）為100%]．
請你觀察圖2曲線，寫出兩條規(guī)律性結論：①氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；②氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．

Answer 1

分析 【設計實驗】
（1）根據(jù)氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成的碳酸鈉水溶液呈堿性，也能使酚酞試液變紅解答；
（2）甲同學認為“可能是酚酞與O₂發(fā)生了反應”，隔絕氧氣，設計了實驗；
（3）乙同學認為“可能是NaOH溶液與空氣中的CO₂發(fā)生了反應”，設計如圖1裝置進行實驗，則正確寫出CO₂與NaOH溶液反應的化學方程式，考慮二氧化碳中可能混有氯化氫氣體；
（4）認真分析題圖可以得出：氫氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．從圖中看5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后140s內色度從85升高至92，那么從92升高至100，所需時間要大于140s．

解答 解：【設計實驗】
（1）氫氧化鈉與二氧化碳反應生成的碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞變紅，所以本題答案為：氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉水溶液顯堿性；開始時酚酞變紅，若是酚酞變質，則開始時不會變成紅色，所以本題答案為：若酚酞變質，剛開始溶液就不會變紅色；
（2）甲同學設計了如下實驗驗證自己的猜想：
將NaOH溶液加熱煮沸，煮沸能達到此目的理由是除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣，向冷卻后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方，目的是隔絕氧氣；溶液變紅，過一會兒紅色消失，甲同學猜想正確；
（3）碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化，反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．一段時間后，試管中溶液的紅色褪去，則正確寫出CO₂與NaOH溶液反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；考慮二氧化碳中可能混有氯化氫氣體，因為若制取的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體，則氫氧化鈉與氯化氫發(fā)生反應，則試管中溶液的紅色也能褪去；
（4）認真分析題中圖可以得出：氫氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．從圖中看5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞試液后140s內色度從85升高至92，那么從92升高至100，所需時間要大于140s．
答案：
（1）氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉水溶液顯堿性；若酚酞變質，剛開始溶液就不會變紅色；
（2）

實驗步驟	設計這一步驟的目的	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將NaOH溶液加熱煮沸	煮沸能達到此目的理由是 除去氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣	溶液變紅，過一會兒紅色消失	甲同學猜想 正確 （填“正確”或“不正確”）
向冷卻后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	隔絕氧氣

（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若制取的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體，試管中溶液的紅色也能褪去；
（4）①氫氧化鈉溶液的濃度越大，酚酞試液變紅后褪色越快；氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．②氫氧化鈉溶液的濃度越大，起始顏色越深．

點評 本題考查了酚酞的變色與氫氧化鈉濃度的關系，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進行，設計實驗時要注意實驗變量的控制．