Question

1．化學(xué)調(diào)研小組的同學(xué)用氫氧化鈉和稀鹽酸探究中和反應(yīng)，請你參與以下探究：

（1）甲組同學(xué)取少量的氫氧化鈉溶液于燒杯中，用酸度計(jì)測得該溶液的pH同時插入一支溫度計(jì)，測量溶液的溫度（如圖1示）．用膠頭滴管吸取稀鹽酸，逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，邊滴加邊攪拌．此時可觀察到的現(xiàn)象是：酸度計(jì)上顯示的數(shù)據(jù)逐漸減少（選填“增大”、“減少”或“不變”），溫度計(jì)上顯示的數(shù)據(jù)逐漸升高，由此可知，酸和堿的中和反應(yīng)屬于放熱（選填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）乙組的同學(xué)改用固體氫氧化鈉與稀鹽酸反應(yīng)來探究中和反應(yīng)中能量的變化情況，你認(rèn)為該方案不合理（選填“合理”或“不合理”），原因固體氫氧化鈉溶于水會放出熱量．
（3）丙組同學(xué)用另外一瓶氫氧化鈉溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)往燒杯中滴加稀鹽酸時，發(fā)現(xiàn)有少量的氣泡冒出，小組同學(xué)根據(jù)這一現(xiàn)象進(jìn)行討論，一致認(rèn)為其原因可能是氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)，原因是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（寫化學(xué)方程式）
（4）丁組同學(xué)借助酚酞試液來判斷氫氧化鈉溶液與稀鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)時，在燒杯中加入氫氧化鈉溶液后，滴幾滴酚酞溶液，然后加入一定量稀鹽酸，最后溶液為無色．小金認(rèn)為溶液顯中性．小東認(rèn)為不一定．小東同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果否定小金的結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴紫色的石蕊試液	石蕊試液變紅色	沒有完全中和

（5）戊組同學(xué)對本地化工廠排放廢水中的鹽酸含量進(jìn)行了測定．取廢水50g，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，如圖2示．請你計(jì)算廢水中鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出具體的計(jì)算過程 ）

Answer 1

分析 （1）由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以會使溶液的溫度升高，
（2）根據(jù)氫氧化鈉固體溶解放熱來分析；
（3）二氧化碳容易與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉；
（4）首先判斷該實(shí)驗(yàn)的推論不正確，并找出理由，進(jìn)而提出可行的實(shí)驗(yàn)方案，以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論；
（5）根據(jù)NaOH和HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式，用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)NaOH的量可求出廢液中溶質(zhì)HCl的量和生成氯化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出廢液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）用膠頭滴管吸取稀鹽酸，逐滴加入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，邊滴加邊攪拌．此時可觀察到的現(xiàn)象是：酸度計(jì)上顯示的數(shù)據(jù)逐漸減少，溫度計(jì)上顯示的數(shù)據(jù)逐漸升高，由此可知，酸和堿的中和反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；
（2）氫氧化鈉固體溶于水會放出熱量，無法判斷是否是二者發(fā)生中和反應(yīng)放熱，故填：不合理；固體氫氧化鈉溶于水會放出熱量；
（3）氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，應(yīng)該密封保存，故填：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（4）由于酚酞遇到酸性或中性溶液都不變色，因此酚酞呈無色時并能說明溶液呈中性，探究兩物質(zhì)是否恰好完全反應(yīng)，只要證明鹽酸是否存在即可；故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴紫色的石蕊試液	石蕊試液變紅色	沒有完全中和
取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，加入鋅（或石灰石）	有氣泡冒出	沒有完全中和

（5）解：設(shè)廢水中HCl的質(zhì)量為x，
20g氫氧化鈉溶液中含溶質(zhì)NaOH的質(zhì)量為20g×20%=4g
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40  36.5
4g   x
$\frac{40}{36.5}=\frac{4g}{x}$
x=3.65g
廢水中鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.65g}{50g}$×100%=7.3%
答：廢水中鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%．

點(diǎn)評 結(jié)合課本知識和實(shí)驗(yàn)技能，考查了學(xué)生的分析問題，解決問題的能力；此題綜合性較強(qiáng)，考查出學(xué)生將理論知識與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的能力，還考查學(xué)生的創(chuàng)新能力，是一道不錯的綜合題．