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)。

I、實(shí)驗(yàn)方案

方案一：先用pH試紙測定NaOH溶液的pH，再滴加鹽酸，并不斷振蕩溶液，同時(shí)測定混合溶液的pH，如果測得的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試紙測定NaOH溶液pH時(shí)，正確的操作是：                           。

(2)簡述強(qiáng)調(diào)“測得的pH小于7”的理由：                                    。

方案二：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 克混合，用溫度計(jì)測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)。

II、實(shí)驗(yàn)中的意外情況

在實(shí)驗(yàn)過程中，他們發(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；② 可能是Na₂CO₃； ③ 可能是NaOH和Na₂CO₃。

（1）小明同學(xué)取白色粉末少許，溶于水后，先向溶液中加入足量的  ▲  溶液，看到白色沉淀產(chǎn)生，然后向上層清液中加入酚酞試液，看到溶液呈紅色，驗(yàn)證了猜想③是正確的。

（2）為了進(jìn)一步研究，三位同學(xué)取了10.0g上述樣品，利用電子天平共同做了下圖所示的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

稱   量   項(xiàng)   目	稱   量  時(shí) 間	質(zhì)量（g）
試樣		10.00
裝置+稀硫酸質(zhì)量		241.20
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后15秒	249.20
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后35秒	249.00
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后55秒	249.00

試通過分析表中數(shù)據(jù)計(jì)算上述樣品中各成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）。  

（3）有同學(xué)提出按上述實(shí)驗(yàn)所測得試樣中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小，該同學(xué)的理由是（實(shí)驗(yàn)操作均正確）：                              。

Answer 1

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

        （2）排除因稀釋而使溶液pH減小的因素。         （1分）

方案二：（1）7  （1分）    （2） U形管中左邊液面下降   （1分）

  I I、（1）CaCl₂或BaCl₂ （其他合理的答案也給分）          （1分）

（2）計(jì)算過程

解：設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x

241.20g  +  10.00g  — 249.00g  == 2.2g             

H₂SO₄ + Na₂CO₃ = Na₂SO₄  +   H₂O  +  CO₂↑        （1分）

106                                                                                        44

x                          2.2g

                        x = 5.3 g               （1分）

                                 

Na₂CO_{3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：}                  （0.5分）

_{NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ：1—53% =47%}                     （0.5分）

_{（3）CO2的密度比空氣大， CO2殘留在裝置中，造成最終測得的質(zhì)量偏大，測得生成的CO2質(zhì)量偏小，故Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。（其他合理的答案也給分）}    （1分）