Question

某興趣小組同學(xué)為證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)，從不同角度設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

方案一：先用pH試紙測(cè)定NaOH溶液的pH，再滴加鹽酸，并不斷振蕩溶液，同時(shí)測(cè)定混合溶液的pH，如果測(cè)得的pH逐漸變小且小于7，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

(1)用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)，正確的操作是：                                  

                                                                  。

(2)簡(jiǎn)述強(qiáng)調(diào)“測(cè)得的pH小于7”的理由：                                  。

方案二：先在NaOH溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液顯紅色，然后再滴加鹽酸，可觀察到紅色逐漸消失，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

該組同學(xué)在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意外現(xiàn)象：氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液，溶液變成了紅色，過(guò)了一會(huì)兒紅色就消失了。該小組對(duì)這種意外現(xiàn)象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液與空氣中的氧氣反應(yīng)，使紅色消失；

②可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，使紅色消失。

(1)為驗(yàn)證猜想①，該組同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將配制的氫氧化鈉溶液加熱，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷卻后的溶液中滴入酚酞溶液。實(shí)驗(yàn)中“加熱”和“滴入植物油”目的是                          。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酚酞溶液紅色消失與空氣中的氧氣無(wú)關(guān)。

(2)為驗(yàn)證猜想②，該組同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液也呈現(xiàn)紅色，由此可得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：

結(jié)論1：說(shuō)明Na₂CO₃溶液呈           性；

結(jié)論2：說(shuō)明酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無(wú)關(guān)。

(3)該小組同學(xué)通過(guò)查閱資料得知：當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度很大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上述意外現(xiàn)象。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該方案中取用的NaOH溶液濃度過(guò)大：①實(shí)驗(yàn)方法                                                    

                                      ，②觀察到的現(xiàn)象                        。

方案三：化學(xué)反應(yīng)中通常伴隨有能量的變化，可借助反應(yīng)前后的溫度變化來(lái)判斷反應(yīng)的發(fā)生。如果NaOH溶液與稀鹽酸混合前后溫度有變化，則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

該組同學(xué)將不同濃度的鹽酸和NaOH溶液各10 mL混合，用溫度計(jì)測(cè)定室溫下混合前后溫度的變化，并記錄了每次混合前后溫度的升高值△t（如下表）。

編號(hào)	鹽酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65﹪	2.00﹪	3.5
2	3.65﹪	4.00﹪	x
3	7.30﹪	8.00﹪	14

(1)表中x =        。

(2)某同學(xué)在沒使用溫度計(jì)的情況下，通過(guò)右圖所示裝置完成了實(shí)驗(yàn)。則該同學(xué)根據(jù)                                          

判斷NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)。

⑶關(guān)于實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)和意外情況：

①實(shí)驗(yàn)中，稀鹽酸必須用膠頭滴管逐滴滴加，這樣做的目的是                         。

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要用玻璃棒不斷攪拌，這樣做的目的是                              。

③在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，你認(rèn)為原因是                         。

④發(fā)現(xiàn)盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現(xiàn)了白色粉末。他們依據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，對(duì)這種白色粉末的成分作了如下猜想：① 可能是NaOH；你認(rèn)為：② 可能是__________； ③ 可能是_________________________。

⑷為了進(jìn)一步研究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，取了13.3g氫氧化鈉固體樣品加適量的水配成溶液，

向其中加入200g10%的稀鹽酸，使其充分反應(yīng)，生成二氧化碳2.2g。求：

⑴樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量；

⑵和氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量；

⑶在右圖中畫出以縱坐標(biāo)表示二氧化碳質(zhì)量，橫坐標(biāo)表示鹽酸的質(zhì)量的關(guān)系圖。

（已知Na₂CO₃ +2HCl === 2NaCl + H₂O+CO₂↑）

 

Answer 1

【答案】

方案一： (1) 將PH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液滴在試紙上，將試紙顏色與比色卡對(duì)照讀出pH。（2分）

(2)  排除因稀釋而使溶液pH減小的因素   。

方案二： (1)    除氧和隔氧          。(2)      堿      ；

(3) 取上述溶液加水稀釋后，再滴加無(wú)色酚酞 ，② 溶液呈紅色不消失  。

方案三： (1)   7     。(2)U型管中液面左低右高

⑶ ① 防止稀鹽酸過(guò)量       ② 使反應(yīng)充分   

③ 氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉

④Na₂CO₃     NaOH與Na₂CO₃的混合物

⑷①8g；② 73g；

③

【解析】

試題分析：方案一：(1)用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)，正確的操作是：將PH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液滴在試紙上，將試紙顏色與比色卡對(duì)照讀出pH。

(2)向氫氧化鈉溶液中加入稀鹽酸，發(fā)生了中和反應(yīng)，化學(xué)方程式為：NaOH+HCl=NaCl+，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氧化鈉逐漸被消耗掉，鹽酸逐漸過(guò)量，生成的氯化鈉和水都呈中性，故最終溶液呈酸性，PH小于7。

方案二：(1)實(shí)驗(yàn)中“加熱”和“滴入植物油”目的是除去溶液中的氧氣和隔覺空氣中的氧氣。

(2)取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液也呈現(xiàn)紅色，由此可得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：結(jié)論1：說(shuō)明Na₂CO₃溶液呈堿性；

結(jié)論2：說(shuō)明酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無(wú)關(guān)。

(3)當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度很大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上述意外現(xiàn)象。為了證明該方案中取用的NaOH溶液濃度過(guò)大：①實(shí)驗(yàn)方法取上述溶液加水稀釋后，再滴加無(wú)色酚酞 ，②觀察到的現(xiàn)象是溶液呈紅色不消失，說(shuō)明的確是因?yàn)闅溲趸�鈉溶液濃度過(guò)大所致。

方案三：(1)由表中數(shù)據(jù)規(guī)律可知，當(dāng)鹽酸或者氫氧化鈉濃度增大一倍時(shí)，溶液溫度升高3. 5℃，表中x=7；

(2)①實(shí)驗(yàn)中，稀鹽酸必須用膠頭滴管逐滴滴加，這樣做的目的是防止稀鹽酸過(guò)量。

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要用玻璃棒不斷攪拌，這樣做的目的是使反應(yīng)充分進(jìn)行。

③在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，原因是氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉。

④發(fā)現(xiàn)盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現(xiàn)了白色粉末。則該粉末可能是NaOH、Na₂CO₃、NaOH與Na₂CO₃的混合物。

⑷解：①設(shè)固體樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，跟碳酸鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量為y

Na₂CO₃ +2HCl === 2NaCl + H₂O+CO₂↑  

106    73                  44

x     y×10%               2.2g

106：x=73：（y×10%）=44：2.2g    

x=5.3g        y=36.5g        

NaOH的質(zhì)量為：13.3g-5.3g=8g

答：NaOH的質(zhì)量為8g。

②設(shè)和氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量為z

NaOH+ HCl === NaCl + H₂O       

 40   36.5

 8g   z ×10%      

40：36.5=8g：（z×10%）

z=73g

答：和氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量為73g。

③二氧化碳與鹽酸的質(zhì)量的關(guān)系圖為：

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究；溶液的PH；酸堿指示劑；根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算；化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系圖。

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)很多，涉及的內(nèi)容很多，篇幅較長(zhǎng)，做起來(lái)難度很大，同學(xué)們要耐心讀完題目，理解題意，這對(duì)解答此類題目很重要。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，要注意解題的步驟，設(shè)、寫、找、列、解、答。