Question

14．在一堂化學實驗課上，老師為每組同學分別提供了一瓶氫氧化鈉溶液，讓他們用1%的稀鹽酸來測定其溶質的質量分數．以下是幾組同學的設想及做法：
（1）甲組同學的實驗如圖1所示：在燒杯中加入5g氫氧化鈉溶液，滴入幾滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀鹽酸，并不斷攪拌，至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止．

請回答：
①酚酞溶液的作用是指示酸堿什么時候恰好完全反應；
②滴加稀鹽酸時，用玻璃棒不斷攪拌的目的是使混合均勻，反應充分；
③當溶液顏色恰好變?yōu)闊o色時，共用去了稀鹽酸73g，則甲組這瓶氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為16%；
（2）乙組同學的設想是：在燒杯中加入一定量的氫氧化鈉溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀鹽
酸，并不斷攪拌，通過用pH試紙多次測定溶液pH的辦法，達到實驗目的．
①下列使用pH試紙的方法正確的是B（填字母）；
A．將pH試紙直接插入待測液中
B．將pH試紙放在干凈的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上
C．將pH試紙潤濕后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上
②由于用pH試紙所測數值不夠精確．在老師指導下，乙組同學取了5g氫氧化鈉溶液進行了數字化實驗，由計
算機描繪出了整個實驗過程中溶液pH的變化圖象（簡單表示為圖2）．
請回答：圖中a點表示的含義是HCl與NaOH恰好完全反應；b點溶液中含有的溶質有NaCl、HCl；乙組同學要計算出本組這瓶氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數，除了要用到已有數據外，你認為還需要的數據是稀鹽酸的密度；
（3）丙組同學在滴加稀鹽酸一段時間后，發(fā)現(xiàn)溶液中有少量氣泡產生．這一“異常現(xiàn)象”激起了他們的探究欲望，通過實驗證明：該組所用氫氧化鈉溶液已經變質．
請用化學方程式表示其變質原因2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若要除去該溶液中的雜質，請簡要寫出你的實驗方案：加入適量的石灰水，過濾（或逐滴加入石灰水至剛好不再產生沉淀，過濾）．

Answer 1

分析 （1）①根據酚酞遇堿性溶液變紅，可以用來檢驗酸堿是否發(fā)生中和反應；
②根據玻璃棒的作用分析回答；
③根據氫氧化鈉與鹽酸的反應，由鹽酸溶質的質量求出氫氧化鈉的質量，再求出氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數；
（2）①根據pH試紙使用方法分析判斷；
②根據溶液pH的變化圖象的意義，分析a的含義、b點溶液中的陽離子；由鹽酸的體積和密度可求出鹽酸的質量．
（3）根據氫氧化鈉與二氧化碳的反應寫出氫氧化鈉變質的方程式，根據碳酸鈉的性質分析設計除去碳酸鈉的實驗方案．

解答 解：解：（1）①酚酞遇堿性溶液變紅，酚酞溶液的作用是：判斷反應是否恰好完成；
②在中和反應過程中，邊滴加稀鹽酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是：使反應物充分接觸，完全反應；
③鹽酸中溶質的質量為：73g×1%=0.73g
設氫氧化鈉的質量為x
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
x    0.73g
$\frac{40}{36.6}=\frac{x}{0.73g}$
解得：x=0.8g
甲組這瓶氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為：$\frac{0.8g}{5g}$×100%=16%
（2）①A．將pH試紙直接插入待測液中，會污染試劑，方法錯誤；
B．將pH試紙放在干凈的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，方法正確；
C．將pH試紙潤濕后，測得堿液的pH偏小，方法錯誤；
②由溶液pH的變化圖象可知，在a點時，溶液的pH等于7，說明了氫氧化鈉和鹽酸恰好中和；在b點時，溶液呈酸性，氫氧化鈉全部與鹽酸反應生成了氯化鈉，溶液中還有剩余的鹽酸．要求氫氧化鈉溶液的質量質量分數，須知鹽酸的質量，由題中的條件可知，還需要的數據是稀鹽酸的密度．
（3）氫氧化鈉變質的原因是氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應，反應的方程式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．由于碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成了氫氧化鈉和碳酸鈣，既除去了雜質碳酸鈉，又沒有引入新的雜質．所以，要除去溶液中變質生成的雜質，實驗方案是：加適量澄清石灰水，過濾．
故答案為：
（1）①指示酸堿什么時候恰好完全反應；②使混合均勻，反應充分；③16%
（2）①B；②HCl與NaOH恰好完全反應；NaCl、HCl；稀鹽酸的密度．
（3）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；加入適量的石灰水，過濾（或逐滴加入石灰水至剛好不再產生沉淀，過濾）

點評 本題是考查中和反應過程中溶液pH的變化情況的，我們要知道向酸中加堿和向堿中加酸時，溶液pH的變化趨向．明確不同指示劑的變色范圍．