Question

17．小明向氫氧化鈉溶液中滴加了稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有明顯現(xiàn)象．為了判斷兩者是否恰好完全反應(yīng)，他取少量反應(yīng)后的溶液加入試管中，滴加幾滴無(wú)色酚酞試液，振蕩后觀察到酚酞試液不變色．
（1）根據(jù)上述現(xiàn)象，小明得出“兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)”的結(jié)論．小白認(rèn)為小明的結(jié)論是不合理的，其理由是無(wú)色酚酞遇到酸也是不變色．
（2）小白利用pH試紙測(cè)反應(yīng)后溶液的pH，以確定兩者是否恰好完全反應(yīng)．請(qǐng)你選用其它試劑再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證氫氧化鈉和鹽酸是否恰好完全反應(yīng)（要求寫出選用的試劑、可能觀察到的現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)論）Na₂CO₃，如果出現(xiàn)氣泡那么鹽酸有多出溶液顯酸性，如果沒(méi)有出現(xiàn)氣泡則溶液顯中性．
（3）小白為了繼續(xù)探究“在氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)的過(guò)程中，溶液的pH是如何變化的”這一問(wèn)題，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在一定量的氫氧化鈉溶液中逐漸滴加鹽酸，用pH試紙測(cè)定溶液的pH，記錄數(shù)據(jù)如下表：

鹽酸的體積/毫升	10	19.5	20	20.5	30	40
pH	12	11	7	3	2	1

圖中能合理表示該反應(yīng)過(guò)程中pH變化的圖象是C．當(dāng)鹽酸加至10mL時(shí)，此時(shí)溶液中的陰離子有Cl^-和OH^-

（4）在此類測(cè)定中，為了確切知道該中和反應(yīng)剛好完全，應(yīng)在待測(cè)溶液中先滴入幾滴酚酞試液，當(dāng)看到溶液由紅色剛好變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，則證明中和反應(yīng)正好完成．
（5）若取用的氫氧化鈉溶液為40mL．稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%（兩溶液的密度均以1.0g/mL計(jì)），根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試計(jì)算：
①氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
②恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）鹽酸也不會(huì)使酚酞變紅，所以可以據(jù)此解答該題；
（2）要驗(yàn)證鹽酸和氫氧化鈉是否完全反應(yīng)可以考慮它們的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證．
（3）根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸的pH來(lái)分析判斷．
（4）酚酞遇堿性溶液變紅，遇中性溶液不變色．
（5）寫出鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)已知的鹽酸的質(zhì)量，求氫氧化鈉的質(zhì)量和得反應(yīng)后生成的氯化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，它們恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液呈中性，但是不能僅僅通過(guò)酚酞不變色來(lái)判斷這兩種物質(zhì)是恰好完全反應(yīng)的，因?yàn)辂}酸也不能使酚酞變色，所以如果滴加的稀鹽酸是過(guò)量的，此時(shí)向反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞試液，溶液也不會(huì)變色；
（2）反應(yīng)后的溶液加入試管中，滴加幾滴無(wú)色酚酞試液，振蕩后觀察到酚酞試液不變色，說(shuō)明氫氧化鈉可能是恰好完全反應(yīng)，也可能是鹽酸剩余，因此可加入碳酸鈉，若鹽酸剩余會(huì)產(chǎn)生氣泡，若不剩余則不產(chǎn)生氣泡，就是恰好完全反應(yīng)．
（3）氫氧化鈉溶液pH大于7，加入鹽酸pH不斷變小，當(dāng)恰好完全反應(yīng)時(shí)為7，當(dāng)酸過(guò)量時(shí)小于7，最終無(wú)限接近于0，但并不能為0，由表格中數(shù)據(jù)可以看出，開(kāi)始加入鹽酸，pH變化較小，當(dāng)接近7時(shí)，加入少量鹽酸，pH就有較大變化，故D錯(cuò)誤；故選C．當(dāng)鹽酸加至10mL時(shí)，溶液的pH=12，氫氧化鈉過(guò)量，此時(shí)溶液中的陰離子有Cl^-和OH^-．
（4）恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液呈中性，酚酞呈無(wú)色．
（5）與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量為：20mL×1.0g/mL×7.3%=1.46g
設(shè)消耗氫氧化鈉的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5     40     58.5
1.46g     x        y
$\frac{36.5}{1.46g}=\frac{40}{x}=\frac{58.5}{y}$
解得：x=1.6g，y=2.34g
氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為40mL×1.0g/mL=40g
氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{1.6g}{40g}$×100%=4%
恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{2.34g}{40g+20mL×1.0g/mL}$×100%=3.9%
故答案為：（1）無(wú)色酚酞遇到酸也是不變色．（2）Na₂CO₃，如果出現(xiàn)氣泡那么鹽酸有多出溶液顯酸性，如果沒(méi)有出現(xiàn)氣泡則溶液顯中性． （3）C；Cl^-和OH^-．（4）溶液由紅色剛好變?yōu)闊o(wú)色．（5）4%；3.9%

點(diǎn)評(píng) 中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子和氫氧根離子結(jié)合成水的過(guò)程．酚酞試液不能指示溶液的酸性或中性．