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(wèn)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 溶液是_____。

(2)乙同學(xué)用傳感器探究稀 NaOH 溶液與稀鹽酸反應(yīng)過(guò)程中溫度和 pH 的變化。測(cè)定結(jié) 果如圖 2 所示。通過(guò)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。30s 時(shí)，溶液中的溶質(zhì)為_____(寫化學(xué)式)。

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)，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(kāi) 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(kāi) 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；

⑤將裝置 C 中的固液混合物過(guò)濾、洗滌、烘干后稱得固體質(zhì)量為 5.0g。

（實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理）

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”)。

③利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5.3%。

（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(jiàn)?_____(填“同意”或“不同意”)請(qǐng)說(shuō)明理由_____。

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

A．緩緩滴加稀鹽酸

B．在裝置 A、B 之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶

C．在裝置 B、C 之間增加盛有飽和 NaHCO3 的洗氣瓶

Answer 1

【答案】 酚酞溶液 放出 NaOH和HCl 2NaOH+CO2 ==Na2CO3+H2O 除去空氣中的二氧化碳 偏小 ①不同意 Ba(OH)2溶液吸收鹽酸中揮發(fā)出的HCl氣體或氣流帶走Ba(OH)2

溶液中的水蒸氣，都會(huì)導(dǎo)致 Ba(OH)2 增重測(cè)定不準(zhǔn)確 A

【解析】本題考查了中和反應(yīng)和測(cè)定物質(zhì)的組成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析。

I 、(1) 氫氧化鈉溶液遇酚酞溶液呈紅色，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)后，氫氧化鈉消失，堿性消失。在氫氧化鈉溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈紅色，滴加鹽酸后紅色褪去，證明了氫氧化鈉溶液與稀鹽酸能夠發(fā)生反應(yīng)。所以X是酚酞溶液；

(2)根據(jù)圖2可知，反應(yīng)過(guò)程中溶液的溫度升高，稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)會(huì)放出熱量。30s 時(shí)，溶液的pH<7，反應(yīng)還沒(méi)有完全，溶液中存在未反應(yīng)的鹽酸和生成氯化鈉，化學(xué)式分別為：NaOH和HCl；

II、氫氧化鈉變質(zhì)原因是氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，化學(xué)方程式是：2NaOH+CO2 ==Na2CO3+H2O；

實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理：

①A 裝置中盛放的是氫氧化鈉溶液，除去空氣中的二氧化碳；

②如果缺少步驟④，空氣在反應(yīng)結(jié)束以后立即停止，會(huì)使得生成的氣體無(wú)法全部進(jìn)入吸收裝置中，測(cè)得的 CO2的質(zhì)量偏小，造成碳酸鈉的質(zhì)量偏小。

實(shí)驗(yàn)反思：①不同意；Ba(OH)2 溶液吸收鹽酸中揮發(fā)出的HCl氣體或氣流帶走Ba(OH)2溶液中的水蒸氣，都會(huì)導(dǎo)致 Ba(OH)2 增重測(cè)定不準(zhǔn)確；

②本題的原理在于測(cè)量二氧化碳的質(zhì)量從而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，因此提高準(zhǔn)確度就是要使得二氧化碳的質(zhì)量更加精準(zhǔn)：A、緩緩滴加稀鹽酸，可以避免反應(yīng)太快，導(dǎo)致生成二氧化碳?xì)饬髁魉龠^(guò)快，引起二氧化碳不充分吸收，可以提高準(zhǔn)確度，正確；B、在裝置 A、B 間增加濃硫酸，可以除去水蒸氣，但對(duì)于本題測(cè)定二氧化碳的含量無(wú)影響，不可以提高準(zhǔn)確度，錯(cuò)誤；C、揮發(fā)出來(lái)的HCl進(jìn)入盛有 NaHCO3溶液的洗氣瓶，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)確度，錯(cuò)誤。故選A。