Question

【题目】某小组同学在查阅“氢氧化钠使酚酞变红的原因”时，看到了以下资料。

【资料】

i．实验室所用酚酞溶液pH < 8。溶液中，酚酞的分子结构会随着pH的改变而改变，不同的结构在溶液中会表现出不同的颜色，具体如下表所示。

溶液的pH	1≤pH<8	8≤pH≤13	pH>13
酚酞的分子结构	内酯式	醌式	羧酸式
酚酞溶液的颜色	无色	红色	无色

ii．醌式结构的酚酞能与H2O2溶液发生反应，生成无色物质，该物质在溶液中的颜色不会随着pH的改变而改变。

iii．NaOH溶液浓度越大，溶液pH越高。

该小组同学对上述资料产生了兴趣，决定对酚酞溶液颜色的变化开展探究。

【进行实验】

组别	实验操作	实验现象及数据
1	1-1：配制pH为13的NaOH溶液，取5 mL于试管中，向其中滴加2滴酚酞溶液后，分成两等份
	1-2：向一支试管中加入稀盐酸	溶液红色褪去
	1-3：向另一支试管中加入	溶液红色褪去
组别	实验操作	实验现象及数据
2	2-1：分别配制pH为8、10、11、13 的NaOH溶液，各取5 mL分别 加入4支试管中，再分别向4支 试管中加入5滴30 % H2O2溶 液，最后各滴入2滴酚酞溶液	每支试管中溶液都先变成红色, 然后红色逐渐褪去, 各支试管褪色时间如下图所示：
	2-2：配制pH为9的NaOH溶液，分别取5 mL加入4 支试管中，再向各试管加入5滴质量分数分别为0.5%、1%、2% 、4%的H2O2溶液, 最后各滴入2滴酚酞溶液	每支试管中溶液都先变成红色, 然后红色逐渐褪去, 各支试管褪色时间如下图所示：

【解释与结论】

（1）实验1-1中，可以观察到的实验现象是_______。

（2）实验1-2中，溶液红色褪去的原因是_______（用化学方程式表示）。

（3）实验1-3的目的是验证“pH>13时，红色酚酞溶液会变成无色”，请补全实验操作_______。

（4）由实验2-1可以得到结论：H2O2能使变红的酚酞褪色，_______。

（5）实验2-2的目的是_______。

【反思与评价】

（6）小组中某位同学在进行实验2-1时，滴加30 % H2O2溶液，振荡、静置30 min后，才向溶液中加入2滴酚酞溶液。静置过程中，他观察到有气泡产生；加入酚酞溶液后，他发现4支试管的褪色时间均长于原实验2-1。导致酚酞褪色时间变长的原因可能是_______。（忽略NaOH与空气中CO2的反应）

（7）该小组同学欲继续探究导致红色酚酞溶液褪色的原因。

实验操作	实验现象
配制pH为14的NaOH溶液，取5 mL于试管中，加入5滴30 % H2O2溶液，再滴入2滴酚酞溶液	溶液先变红，后褪色

分析导致上述溶液先变红后褪色的可能原因：_______。

Answer 1

【答案】 滴入酚酞后，溶液变红 HCl + NaOH ==== NaCl + H2O 加入氢氧化钠固体 且pH越大，褪色所需时间越短 探究过氧化氢溶液浓度对变红后的酚酞溶液褪色所需时间（或快慢）的影响 放置过程中过氧化氢分解，导致过氧化氢溶液浓度降低，使得褪色时间变长 刚刚滴入酚酞溶液时，溶液中酚酞分子存在醌式结构，因此溶液显红色；之后，过氧化氢溶液把醌式结构氧化，使溶液褪色（其他合理答案可得分）

【解析】（1）根据酚酞溶液遇碱变红解答；

（2）稀盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水；

（3）根据pH>13时，红色酚酞溶液会变成无色解答；

（4）根据实验2-1中溶液的pH与褪色时间分析解答；

（5）通过实验2-2中过氧化氢溶液浓度及溶液的pH与褪色时间分析解答；

（6）过氧化氢溶液分解；

（7）根据酚酞的分子结构及过氧化氢溶液有氧化性解答。

解：（1）滴入酚酞后，溶液变红 ；

（2）稀盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，化学方程式HCl + NaOH =NaCl + H2O；

（3）pH>13时，红色酚酞溶液会变成无色。故实验操作的目的应是使溶液pH增大。故应加入氢氧化钠固体；

（4）由实验2-1可以得到结论：H2O2能使变红的酚酞褪色，且pH越大，褪色所需时间越短；

（5）实验2-2的目的是探究过氧化氢溶液浓度对变红后的酚酞溶液褪色所需时间（或快慢）的影响；

（6）导致酚酞褪色时间变长的原因可能是放置过程中过氧化氢分解，导致过氧化氢溶液浓度降低，使得褪色时间变长；

（7）导致上述溶液先变红后褪色的可能原因：刚刚滴入酚酞溶液时，溶液中酚酞分子存在醌式结构，因此溶液显红色；之后，过氧化氢溶液把醌式结构氧化，使溶液褪色（其他合理答案可得分）。