Question

15．綜合實(shí)踐課時(shí)同學(xué)們對(duì)濱海某家印刷工廠排出的污水展開探究，以下是同學(xué)們的做法，請(qǐng)你參與其中，回答有關(guān)問題：
Ⅰ、首先用pH試紙（或pH計(jì)）檢測(cè)污水的酸堿度，測(cè)得pH＞7．
Ⅱ、利用中和反應(yīng)原理測(cè)定污水中污染物（設(shè)為燒堿）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)的方案分別如圖1、圖2所示：

（1）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)向燒杯你滴加稀鹽酸直至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止，酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反應(yīng)，防止鹽酸過量；邊滴加稀鹽酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使反應(yīng)充分進(jìn)行；甲同學(xué)在滴加稀鹽酸一段時(shí)間后．發(fā)現(xiàn)溶液中有少量氣泡產(chǎn)生這“異�，F(xiàn)象”，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示產(chǎn)生這一“異常現(xiàn)條“的原因CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O 2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O．
 （2）乙同學(xué)按圖2反應(yīng)后，取少量反應(yīng)后溶液于試管中滴加酚酞試液，酚酞不變色，得出結(jié)論：兩種物質(zhì)恰好中和．你認(rèn)為他的結(jié)論不正確（選填“正確“或“不正確“），理由是鹽酸過量無色酚酞不變色，若乙同學(xué)欲證明白己的猜想正確，下列試劑可以選用的是ABD
A、紫色石蕊          B、鎂條      C．AgNO₃溶液       D．碳酸鈉
（3）丙同學(xué)在乙同學(xué)的方案基礎(chǔ)上，利用了連線在傳感器上的計(jì)算機(jī)，隨機(jī)繪制出了溶液的pH隨加入稀鹽酸質(zhì)量變化的曲線，結(jié)果如圖3所示，計(jì)算該污水中燒堿的濃度是4%．若丙同學(xué)改用同濃度的稀硫酸代替鹽酸來進(jìn)行此反應(yīng)，當(dāng)?shù)渭酉×蛩嶂?8g時(shí)溶液中所含有的陰離子是SO₄^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ．通常用pH來表示溶液的酸堿性強(qiáng)弱程度．
Ⅱ．
（1）根據(jù)酚酞試液在堿性溶液為紅色分析結(jié)論的正確性；根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水；紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性溶液中的顏色分析反應(yīng)的程度并通過化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析玻璃棒的作用；根據(jù)氫氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)寫出氫氧化鈉變質(zhì)的方程式．
（2）根據(jù)酚酞試液在堿性溶液為紅色分析結(jié)論的正確性；
（3）根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)，由鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量求出氫氧化鈉的質(zhì)量，再求出氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：
Ⅰ．通常用pH來表示溶液的酸堿性強(qiáng)弱程度；
Ⅱ．
（1）滴加稀鹽酸直至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止，酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反應(yīng)，防止鹽酸過量；邊滴加稀鹽酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使反應(yīng)充分進(jìn)行；氫氧化鈉變質(zhì)的原因是氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，反應(yīng)的方程式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的方程式是：2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（2）根據(jù)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，酚酞不變色，因?yàn)辂}酸過量無色酚酞也不變色；若乙同學(xué)欲證明白己的猜想正確，可以加紫色石蕊，如果不變色，證明恰好完全反應(yīng)；加鎂條 沒有氣泡，證明恰好完全反應(yīng)；加碳酸鈉沒有氣泡，證明恰好完全反應(yīng)；加硝酸銀，因?yàn)槁然�鈉和硝酸銀反應(yīng)，也能產(chǎn)生沉淀，故不能選；
（3）pH=7，說明恰好完全反應(yīng)；
設(shè)該污水中燒堿的質(zhì)量為x，稀鹽酸中HCl的質(zhì)量=14.6g×5%=0.73g
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.73g  x
$\frac{36.5}{0.73g}=\frac{40}{x}$
x=0.8g
所以污水中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.8g}{20g}×$100%=4%
滴加稀硫酸至18g時(shí)，pH小于7，溶液呈酸性，溶液中所含有的陰離子SO₄^2-
答案：
Ⅰ． pH試紙（或pH計(jì)）
Ⅱ．（1）指示是否恰好完全反應(yīng)，防止鹽酸過量       使反應(yīng)充分進(jìn)行
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O    2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O 
（2）不正確    鹽酸過量無色酚酞不變色    ABD
（3）4%            SO₄^2-

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸堿度的測(cè)定方法的評(píng)價(jià)，酸堿性與pH的關(guān)系以及酸堿中和反應(yīng)的運(yùn)用等，綜合性較強(qiáng)，但難度不大，關(guān)鍵還是熟練掌握溶液酸堿性、酸堿度測(cè)定的方法及酸堿中和反應(yīng)的原理．