Question

【題目】某研究性課題小組對(duì)氫氧化鈉溶液和稀鹽酸中和反應(yīng)的有關(guān)問題，進(jìn)行了如下探究：

I：（1）甲同學(xué)為了證明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸能夠發(fā)生反應(yīng)，設(shè)計(jì)并完成了如圖1所示實(shí)驗(yàn)，則X是_____溶液。

（2）乙同學(xué)用傳感器探究稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)過程中溫度和pH的變化測(cè)定結(jié)果

如圖2所示。通過分析可知，稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)會(huì)_____（填“放出”或“吸收”）熱量。60s 時(shí)，溶液中的陰離子為_____（寫離子符號(hào)）。

Ⅱ：丙同學(xué)為了驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)，也將鹽酸滴入某氫氧化鈉溶液中，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，他認(rèn)為該氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)，原因用化學(xué)方程式可表示為_____。

為了測(cè)定該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置。已知分液漏斗中裝有10%的稀鹽酸，裝置內(nèi)試劑均足量。

[實(shí)驗(yàn)步驟]①按如圖3連接好裝置后，并檢查裝置氣密性；

②關(guān)閉K1和K2，向B裝置中加入100.0g 該氫氧化鈉溶液樣品（忽略原裝置內(nèi)空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響） ；

③打開K2，向錐形瓶?jī)?nèi)滴加鹽酸，直到B中不再產(chǎn)生氣泡為止；

④打開K1關(guān)閉K2， 通入一段時(shí)間空氣，至裝置C中不再產(chǎn)生沉淀為止；

[實(shí)驗(yàn)分析]①A裝置的作用是_____。

②若缺少步驟④，則測(cè)定結(jié)果將_____（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

[實(shí)驗(yàn)反思]①有同學(xué)提出，圖3裝置不變，可以分別稱量裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量，其差量為裝置B中反應(yīng)生成的二氧化碳質(zhì)量，經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算可求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，你是否同意該同學(xué)的意見？_____（ 填“同意”或“不同意”）。

②下列各項(xiàng)措施中，能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_____（填字母序號(hào)）

A 緩緩滴加稀鹽酸

B 增加鹽酸的濃度

C 把稀鹽酸換成稀硫酸

D 在裝置B、C之間先后增加盛有飽和NaHCO3和濃硫酸的洗氣瓶

[定量分析]改進(jìn)裝置后，將裝置C中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱得固體質(zhì)量為3.94g。 計(jì)算該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。_____（寫出計(jì)算過程）。

Answer 1

【答案】酚酞 放出 除去空氣中的二氧化碳?xì)怏w 偏小 不同意 A 2.12%

【解析】

氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，氫氧化鈉變質(zhì)的原因是吸收了空氣中的二氧化碳，同時(shí)生成碳酸鈉和水，稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳。

I：（1）氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，圖1酸堿中和反應(yīng)的顏色變化，溶液先變紅再變無色是用了指示劑的原因，在氫氧化鈉溶液中變紅的指示劑為酚酞試液，故X是酚酞溶液。

（2）由圖2可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，在反應(yīng)結(jié)束前，溫度是逐漸升高的，故稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)會(huì)放出熱量；在反應(yīng)進(jìn)行中，溶液的pH值小于7逐漸到大于7，得出此反應(yīng)是往鹽酸溶液中逐漸滴加氫氧化鈉溶液，在約45秒時(shí)，溶液pH=7，反應(yīng)恰好完全，60s 時(shí)，氫氧化鈉溶液過量，溶液中的陰離子為氯離子，氫氧根離子，離子符號(hào)為。

Ⅱ：氫氧化鈉變質(zhì)的原因是吸收了空氣中的二氧化碳，同時(shí)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

[實(shí)驗(yàn)分析]

①此實(shí)驗(yàn)是B裝置產(chǎn)生的二氧化碳鼓入C裝置完成實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)的測(cè)定。為了使B裝置產(chǎn)生的二氧化碳全部進(jìn)入C裝置，用空氣促使氣體進(jìn)入，而空氣中的二氧化碳會(huì)影響到C裝置的數(shù)據(jù)測(cè)定。故A裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳?xì)怏w。

②若缺少步驟④，即反應(yīng)停止后就停止通入空氣，則反應(yīng)生成的二氧化碳無法全部進(jìn)入吸收裝置C，測(cè)得二氧化碳的質(zhì)量會(huì)偏小，測(cè)得碳酸鈉的質(zhì)量會(huì)偏小。

[實(shí)驗(yàn)反思]

①鹽酸具有揮發(fā)性，二氧化碳?xì)怏w中可能含有氯化氫氣體，會(huì)導(dǎo)致裝置C中的質(zhì)量增加，求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故不同意。

②A、緩緩滴加稀鹽酸，可以避免反應(yīng)太塊，導(dǎo)致生成的二氧化碳?xì)饬髁魉龠^快，引起二氧化碳不充分吸收，可以提高準(zhǔn)度，故A正確；
B、增加鹽酸的濃度，會(huì)揮發(fā)出氯化氫氣體，反應(yīng)速率加快，導(dǎo)致生成的二氧化碳?xì)饬髁魉龠^快，不能提高準(zhǔn)度，故B不正確；
C、稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)速率較快，導(dǎo)致生成的二氧化碳?xì)饬髁魉龠^快，不能提高準(zhǔn)度，故C不正確。

D、揮發(fā)出來的HCl進(jìn)入盛有NaHCO3溶液的洗氣甁，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑使得生成的二氧化碳偏多，造成誤差，不可以提高準(zhǔn)度，故D不正確。故選A。

[定量分析]

設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x

由化學(xué)方程式可知：

該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：。