Question

下面是某小組同學學習氫氧化鈉溶液和稀鹽酸反應時的實錄：
在盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，插入一支溫度計測量溶液的溫度．用膠頭滴管吸取10%的稀鹽酸逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中．
（1）探究實驗中能量變化：
在實驗過程，小軍發(fā)現(xiàn)：隨著稀鹽酸的不斷滴入，溶液的溫度先升高后降低．你認為溶液的溫度先升高后降低的原因是：

 

；
（2）探究反應終點問題：
實驗中，除了溫度有變化外，沒有任何明顯的實驗現(xiàn)象．實驗結(jié)束后，小鳳發(fā)現(xiàn)實驗所得的溶液的pH＜7，也就是稀鹽酸在不知不覺中已經(jīng)過量．該用什么方法證明此反應正好完全進行呢？
小杰說：在實驗后所得溶液中加入幾滴無色酚酞試液，若溶液顏色沒有變化，則反應正好完全進行；
小文說：在氫氧化鈉溶液中預先滴入幾滴無色酚酞試液，然后再加稀鹽酸，若溶液顏色剛好變成無色，則反應正好完全進行；
小會說：可以在氫氧化鈉固體中加稀鹽酸，若觀察到固體正好全部消失，則反應正好完全進行．
你認為他們的說法中，正確的是

 

，理由是

 

．
（3）關(guān)于實驗中的細節(jié)和意外情況：
①實驗中，稀鹽酸必須用膠頭滴管逐滴滴加，這樣做的目的是

 

．
②實驗過程中，要用玻璃棒不斷攪拌，這樣做的目的是

 

．
③小怡在她的實驗過程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，你認為原因是

 

．
（4）小怡為了進一步研究她實驗中出現(xiàn)的問題，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，生成二氧化碳2.2g．求：
①樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)；
②和氫氧化鈉反應的鹽酸的質(zhì)量；
③在圖中畫出以縱坐標表示二氧化碳質(zhì)量，橫坐標表示鹽酸的質(zhì)量的關(guān)系圖．

Answer 1

分析：弄清中和反應的實質(zhì)：酸中的氫離子和堿中的氫氧根離子結(jié)合生成水的過程，中和反應會使溶液的酸堿性發(fā)生質(zhì)的變化，中和反應伴隨著能量的變化．由于氫氧化鈉容易吸收空氣中的二氧化碳發(fā)生反應生成碳酸鈉，因此向氫氧化鈉樣品中滴加稀鹽酸時，會有二氧化碳生成，根據(jù)生成二氧化碳的質(zhì)量就可求出碳酸鈉的質(zhì)量，從而解決問題．

解答：解：（1）由于中和反應都放熱，因此剛開始時，溶液的溫度會升高，但隨著鹽酸的過量，反應停止，而且反應放出的熱量也隨之散失，故答案為：隨鹽酸量增加，中和反應放出熱量增大，溶液溫度上升；過量鹽酸起冷卻降溫作用，反應停止熱量散失．
（2）由于酚酞試液遇到酸性或中性溶液都不變色，而且氫氧化鈉固體也是易溶于水的，故答案為：小文，當兩物質(zhì)恰好完全反應時，溶液呈中性，酚酞的紅色剛好退去
（3）由于該實驗探究的一個方面就是恰好完全反應，因此加稀鹽酸時宜滴加，為了使其充分反應，應該用玻璃棒攪拌；由于氫氧化鈉溶液容易和空氣中的二氧化碳反應，因此�；煊刑妓徕c．故答案為：①防止稀鹽酸過量
②使反應充分
③氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉
（4）由于稀鹽酸只能和碳酸鈉反應生成二氧化碳，因此可以根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈉的質(zhì)量和其他的量．故答案為：
解：設固體樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，跟碳酸鈉反應的鹽酸的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73             44
x      y×10%         2.2g

106

44

=

x

2.2g

x=

106×2.2g

44

=5.3g

73

44

=

y×10%

2.2g

y=

73×2.2g

44×10%

=36.5g
樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為：

13.3g-5.3g

13.3g

×100%═60.2%
設和8g氫氧化鈉反應的鹽酸溶液的質(zhì)量為z．
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40    36.5
8g     z×10%

40

36.5

=

8g

z×10%

z=73g．
和氫氧化鈉反應的鹽酸溶液的質(zhì)量為73g．
答：①樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為60.2%
②和氫氧化鈉反應的酸的質(zhì)量為：73g．
由于稀鹽酸首先和混合溶液中的氫氧化鈉發(fā)生反應，然后再和碳酸鈉反應，根據(jù)計算可以知道氫氧化鈉消耗的鹽酸的質(zhì)量為：73g，碳酸鈉消耗的鹽酸的質(zhì)量是36.5克，故答案為：

點評：主要考查了中和反應及其實質(zhì)和反應過程中伴隨的現(xiàn)象，能根據(jù)化學方程式進行有關(guān)的計算，培養(yǎng)學生的計算能力和分析能力．