Question

8．做完氫氧化鈉與稀硫酸中和反應(yīng)的實驗后，興趣小組的同學(xué)對反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)成分產(chǎn)生了興趣，請你與他們一起進(jìn)行以下探究．
[提出問題]溶液中的溶質(zhì)是什么物質(zhì)？
[作出猜想]（1）甲同學(xué)認(rèn)為溶液中的溶質(zhì)只有Na₂SO₄一種物質(zhì)．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄和H₂SO₄兩種物質(zhì)．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄和NaOH兩種物質(zhì)．
（4）丁同學(xué)認(rèn)為溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄和NaOH和H₂SO₄．
通過進(jìn)一步討論，同學(xué)們一致認(rèn)為，以上�。ㄌ罴�、乙、丙、�。┩瑢W(xué)的猜想肯定錯誤，無需實驗驗證．
[查閱資料]①Na₂SO₄溶液顯中性．
②Al與強(qiáng)堿NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）等物質(zhì)．
[實驗驗證]

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
乙同學(xué) 實驗	取中和反應(yīng)后的溶液少許于試管中，將表面反復(fù)打磨后的鋁片放入試管的溶液中	鋁片逐漸溶解，并有大量氣泡冒出，收集氣體點燃，火焰呈淡藍(lán)色	猜想（2）成立
丙同學(xué) 實驗	取中和反應(yīng)后的溶液少許于試管中，向試管中滴加幾滴無色酚酞試液	溶液變紅色	猜想（3）成立

[總結(jié)反思]戊同學(xué)根據(jù)乙、丙兩位同學(xué)的實驗現(xiàn)象，首先肯定猜想（1）不成立．經(jīng)過進(jìn)一步分析，戊同學(xué)認(rèn)為猜想（2）也不成立，他的理由是滴入酚酞試液后，溶液變紅色，說明溶液呈堿性，溶液中不可能含有硫酸．興趣小組的同學(xué)經(jīng)過充分討論，一致認(rèn)為猜想（3）成立．
[知識拓展]（1）生活中能否用鋁制品來盛放強(qiáng)堿性溶液？不能（填“能”或“不能”）．

（2）乙同學(xué)的實驗中鋁片與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)，請寫出鋁與該溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．
（3）鎂和鋁在元素周期表中處于相鄰位置．向盛有100g稀硫酸的燒杯中加入一定量的Mg粉，固體完全溶解后，再向所得溶液中加入NaOH溶液，所得沉淀質(zhì)量與加入NaOH溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示．
①計算該NaOH溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（要求寫出計算過程）
②計算該100g稀硫酸中所含溶質(zhì)硫酸的質(zhì)量．（要求寫出計算過程）

Answer 1

分析 考慮硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，故二者不能共存，則推測丁同學(xué)的猜想錯誤；
【作出猜想】根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，兩種物質(zhì)可能恰好完全反應(yīng)，也可能其中的一種物質(zhì)過量進(jìn)行分析；
【實驗驗證】根據(jù)氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞變紅色進(jìn)行分析；
【總結(jié)反思】根據(jù)氫氧化鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，不能共存進(jìn)行分析；
【知識拓展】（1）根據(jù)Al與強(qiáng)堿NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）等物質(zhì)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)鋁和氫氧化鈉反應(yīng)會生成偏鋁酸鈉和氫氣，氫氣具有可燃性進(jìn)行分析．
（3）稀硫酸和鎂反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，硫酸鎂和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計算．

解答 解：因為硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，故二者不能共存，則推測丁同學(xué)的猜想錯誤；
【作出猜想】硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，兩種物質(zhì)可能恰好完全反應(yīng)，也可能其中的一種物質(zhì)過量，所以乙同學(xué)認(rèn)為溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄和硫酸兩種物質(zhì)；
【實驗驗證】氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞變紅色，所以

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
乙同學(xué) 實驗	取中和反應(yīng)后的溶液少許于試管中，將表面反復(fù)打磨后的鋁片放入試管的溶液中	鋁片逐漸溶解，并有大量氣泡冒出，收集氣體點燃，火焰呈淡藍(lán)色	猜想（2）成立
丙同學(xué) 實驗	取中和反應(yīng)后的溶液少許于試管中，向試管中滴加幾滴無色酚酞試液	溶液變紅色	猜想（3）成立

【總結(jié)反思】氫氧化鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，不能共存，所以丁同學(xué)根據(jù)乙、丙兩位同學(xué)的實驗現(xiàn)象，首先肯定猜想（1）不成立．經(jīng)過進(jìn)一步分析，丁同學(xué)認(rèn)為猜想（2）也不成立，他的理由是：滴入酚酞試液后，溶液變紅色，說明溶液呈堿性，溶液中不可能含有硫酸；
【知識拓展】（1）Al與強(qiáng)堿NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）等物質(zhì)，所以生活中不能用鋁制品來盛放強(qiáng)堿性溶液；
（2）鋁和氫氧化鈉反應(yīng)會生成偏鋁酸鈉和氫氣，氫氣具有可燃性，所以乙同學(xué)的實驗中鋁片與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．
（2）設(shè)：生成8.7gMg（OH）₂消耗的NaOH的質(zhì)量為x，氫氧化鈉溶液反應(yīng)所消耗硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量為y，
MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，
       80      58
       x       8.7g
則$\frac{80}{58}=\frac{x}{8.7g}$，解得x=12g，
氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{12g}{120g-80g}$×100%=30%，
答：氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%．
H₂SO₄消耗的NaOH的質(zhì)量為：80g×30%=24g，
設(shè)與氫氧化鈉反應(yīng)所消耗硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量為y．
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，
98      80
y       24g
則$\frac{98}{80}=\frac{y}{24g}$，解得y=29.4g，
故氫氧化鈉溶液反應(yīng)所消耗硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量為29.4g．
而Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄；則：
設(shè)與鎂粉反應(yīng)所消耗硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量為z．
H₂SO₄～MgSO₄～Mg（OH）₂，
98            58
z             8.7g
則$\frac{98}{58}=\frac{z}{8.7g}$，解得z=14.7g．
故與鎂粉反應(yīng)所消耗硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量為14.7g．
故該100g稀硫酸中所含溶質(zhì)硫酸的質(zhì)量為：29.4g+14.7g=44.1g．
故答案為：
�。弧咀鞒霾孪搿浚�2）硫酸；【實驗驗證】紅；
【總結(jié)反思】滴入酚酞試液后，溶液變紅色，說明溶液呈堿性，溶液中不可能含有硫酸；
【知識拓展】（1）不能；（2）氫氧化鈉，2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．（3）30%；44.1g．

點評 對反應(yīng)后溶液組成成分進(jìn)行猜想時，可根據(jù)反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)或反應(yīng)物之一過量進(jìn)行分析，判斷出反應(yīng)后溶液的可能組成；還考查學(xué)生運用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．