例谈盐酸和氢氧化钠反应的实验

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酸碱中和反应是初中化学常见的一类复分解反应，其中又以盐酸和氢氧化钠反应最具代表性。但是他们之间的反应和一般的化学反应不同，没有明显的现象。如何确定盐酸和氢氧化钠之间发生了反应，是教学的重点，也是教学中的难点，在各种考试中也常常出现。现将实验方法及典型习题归纳如下。

一、借助酸碱指示剂

图1方法：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中不断滴加盐酸。

现象：红色逐渐消失。

方程式：HCl+NaOH=NaCl+H2O

解析：一开始出现红色是由于氢氧化钠溶液中电离出OH-，当盐酸加入，OH-+H+=H2O，所以红色会逐渐消失。并且当红色恰好消失时说明加入的盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应。

二、测pH值

方法：在盐酸（或氢氧化钠溶液）中不断滴加氢氧化钠溶液（或盐酸），并测定在滴加不同滴数溶液后混合体系的pH值。

现象：

盐酸中加氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液中加盐酸

图2图3

解析：图2表示向盐酸中滴加氢氧化钠溶液时pH的变化过程。初始溶液pH7。图3表示向氢氧化钠溶液中加盐酸，初始为碱溶液pH>7；随着酸的加入，发生酸碱反应pH减小；当恰好完全反应生成氯化钠和水时，pH=7；酸过量时，pH

三、测定反应前后的温度

图4方法：在氢氧化钠溶液中不断滴加盐酸，测定滴加不同滴数后混合体系的温度。

现象：如图4所示。

解析：由于酸和碱的反应是中和反应，且反应放热，所以随着反应的进行温度逐渐升高。当温度为最大值时两物质恰好完全反应。

以上是最常规的判断盐酸和氢氧化钠反应的实验。但也不乏其他的方法，比如：

【例1】（2010・上海）在研究酸和碱的化学性质时，某小组同学想证明：稀H2SO4与NaOH溶液混合后，虽然仍为无色溶液，但确实发生了化学反应。请与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价。

①方案一：测定稀H2SO4与NaOH溶液混合前后的pH（20℃）。

测定某NaOH溶液的pH，pH7（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

将一定量的稀H2SO4加入该NaOH溶液中，混合均匀后测定其pH，pH小于7。

结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，并过量。

②方案二：观察。（根据图5实验步骤，概括方案要点）

图5

结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为。

③上述两个方案在设计思想上的相同点是。

④为了进一步获取稀H2SO4与NaOH溶液确实发生了化学反应的证据，依据中和反应是（选填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）的反应，采用同温下的稀H2SO4与NaOH（溶液）进行实验，整个实验中至少需要测定溶液温度次。

解析：本题考查酸碱中和反应，①氢氧化钠溶液是碱溶液，pH>7，反应后生成中性的硫酸钠和水，若硫酸过量，溶液呈酸性，pH

【例2】（2010・南京）某化学兴趣小组的同学在实验室配制质量分数为8%的氢氧化钠溶液，并用其测定某稀盐酸中溶质的质量分数。

（1）配制200g质量分数为8%的氢氧化钠溶液。

①计算：需要氢氧化钠固体的质量为g，水的体积为mL（水的密度近似1g/cm3）。

②称量：调节托盘天平平衡，将一个烧杯放在托盘天平的盘，称量其质量。然后（按操作的先后顺序选填字母），直至天平平衡。

A.将氢氧化钠固体加入烧杯中

B.按需要添加砝码、移动游码

该步骤中用烧杯而不用纸称量氢氧化钠的原因是。

③溶解：用量筒量取所需的水，倒入盛有氢氧化钠固体的烧杯里，搅拌，使其溶解，并冷却至室温。

④把配好的溶液装入试剂瓶，塞好橡皮塞并贴上标签。

图6（2）图6表示用上述配制的氢氧化钠溶液与20g某稀盐酸发生反应后溶液温度的变化情况。

①根据曲线判断，当加入氢氧化钠溶液的质量为时，反应恰好完全进行。

②当加入15g氢氧化钠溶液时，所得溶液中的溶质为（写化学式）。

③计算该稀盐酸中溶质的质量分数（请写出计算过程）。

解析：本题就难度而言是比较容易的，是一道集溶液配制、图像、计算、酸碱中和为一体的试题，要求学生理解图像及最高点的含义，然后找出对应溶液的量，而后根据氢氧化钠计算盐酸的浓度。

以上是常规的确定酸碱发生反应的实验以及相关试题。但也不仅仅局限在以上3种方法上，如2008年遵义的一道模拟题就很新颖。

【例3】（2008・遵义模拟）某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对酸碱中和反应进行探究。

【提出问题】能否用碳酸钾溶液验证硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应。

【实验药品】稀硫酸、NaOH溶液、K2CO3溶液。

【实验仪器】试管、滴管、10mL、量筒等。

【设计探究实验】

小江同学的实验：在试管中加入2mL稀硫酸，逐滴加入溶液，振荡后，在加入V1mL溶液，实验过程中无气泡逸出。反应的化学方程式为。

小伟同学的实验：在试管中加入2mL稀硫酸，逐滴加入NaOH溶液，振荡后，再滴入K2CO3溶液，有气泡逸出，继续滴加K2CO3溶液至恰好无气泡时，共消耗K2CO3溶液V2mL。

小明同学的判断：小江同学的实验说明能用K2CO3溶液来验证；小伟的实验还不能，需再做一个实验才能说明。

实验并判断：另取一支试管，加入2mL稀硫酸，（写出实验步骤、现象和判断依据）。

【结论】能用K2CO3溶液验证硫酸与NaOH溶液发生中和反应。

【反思】在小江的实验中，K2CO3溶液的作用是（填字母）。

A.只是反应物B.相当于指示剂C.作催化剂

解析：本题从微观的角度可能更好理解。酸和碱反应，酸中的氢离子的量减少，则消耗的碳酸钾就少；如果酸和碱不反应，消耗的NaOH溶液的量等于消耗等量酸的NaOH溶液的量。从而比较NaOH溶液的量来确定酸和碱之间发生了反应。

试题虽然不同，但万变不离其宗。只要能准确的把握要点，抓住反应的本质，类似的问题都可以迎刃而解。