15.Ⅰ.某研究性學(xué)習(xí)小組用一定物質(zhì)的量濃度的鹽酸滴定10.00mL某濃度的NaOH溶液,滴定時(shí)使用pH計(jì)精確測量滴定過程中溶液的pH變化(溫度為25℃),并繪制出滴定過程中溶液pH的變化曲線(如圖).
由上圖可知NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為4.0mol/L(忽略溶液混合時(shí)體積和溫度的變化)
Ⅱ.該小組四位同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意外現(xiàn)象:向上述NaOH溶液中滴入酚酞溶液,開始時(shí)溶液變紅,一會(huì)兒紅色就消失了.對此意外現(xiàn)象形成的原因,該小組同學(xué)分別提出了各自的看法并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).
[猜想]甲:可能是酚酞變質(zhì)造成的;
乙:可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)的緣故;
丙:可能是酚酞與空氣中的氧氣反應(yīng),使紅色消失;
。嚎赡芘c氫氧化鈉溶液濃度的大小有關(guān).
[理論分析]
(1)丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的猜想也不正確,他的理由是NaOH與空氣中的CO2反應(yīng)后的產(chǎn)物是碳酸鈉,碳酸鈉溶液顯堿性,也可使酚酞試劑變紅
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]
(2)為證實(shí)丙同學(xué)的猜想,還需做如下實(shí)驗(yàn),請完成下表:
實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)這一步驟的目的
(1)將配制的氫氧化鈉溶液加熱
(2)在加熱后的溶液中滴加酚酞,并在上方滴一些植物油②利用植物油隔絕空氣
(3)通過以上實(shí)驗(yàn),四位同學(xué)看到:溶液先變成紅色,一會(huì)兒紅色仍然消失.因此酚酞紅色褪去與氧氣無關(guān).若丁同學(xué)的猜想正確,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)證明并完成有關(guān)問題:
實(shí)驗(yàn)方法觀察到的現(xiàn)象結(jié)論
方案一:分別配制不同物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液,然后各滴加數(shù)滴酚酞溶液.濃度大的溶液中紅色會(huì)消失紅色消失與氫氧化鈉溶液的濃度大小有關(guān)
方案二:向原紅色消失的溶液中加    ①(填試劑名稱)     ②

分析 Ⅰ.設(shè)NaOH溶液、鹽酸的濃度,然后根據(jù)滴定曲線立方程式組來求解;
Ⅱ.(1)如果“可能是氫氧化鈉溶液與空氣中二氧化碳反應(yīng)的緣故”,而碳酸鈉溶液顯堿性,也可使酚酞試劑變紅;
(2)①為排除“可能是酚酞與空氣中氧氣反應(yīng),使紅色消失的緣故”,避免氫氧化鈉溶液中出現(xiàn)氧氣或空氣,實(shí)驗(yàn)中“加熱”目的是:趕走溶液中少量氧氣,“滴入植物油”目的是:隔絕氧氣;
(3)如果“可能與氫氧化鈉溶液濃度的大小有關(guān)”,方案二:向原紅色消失的溶液中加,加水稀釋溶液變紅,則說明紅色消失與氫氧化鈉溶液濃度大小有關(guān).

解答 解:(1)設(shè)NaOH溶液、鹽酸的濃度分別為Y mol/L,Xmol/L;
鹽酸滴入的體積為20mL時(shí)有:10mL×Y mol/L-15.00mL×Xmol/L=25.00mL×10-1mol/L;
鹽酸滴入的體積為16mL時(shí)有:16mL×Xmol/L=10mL×Ymol/L;
解得:X=2.5;Y=4
故答案為:4.0mol/L;
Ⅱ.(1)如果“可能是氫氧化鈉溶液與空氣中二氧化碳反應(yīng)的緣故”,而碳酸鈉溶液顯堿性,也可使酚酞試劑變紅,
故答案為:NaOH與空氣中的CO2反應(yīng)后的產(chǎn)物是碳酸鈉,碳酸鈉溶液顯堿性,也可使酚酞試劑變紅;
(2)①實(shí)驗(yàn)中“加熱”目的是:趕走溶液中少量氧氣,避免氫氧化鈉溶液中出現(xiàn)氧氣或空氣,
故答案為:除去溶液的氧氣;
(3)向原紅色消失的溶液中加,加水稀釋溶液變紅,則說明紅色消失與氫氧化鈉溶液濃度大小有關(guān);
故答案為:①水;②紅色重新出現(xiàn),則說明紅色消失與氫氧化鈉溶液濃度大小有關(guān).

點(diǎn)評 本題考查了如何探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律,掌握反應(yīng)現(xiàn)象與本質(zhì)的聯(lián)系、學(xué)會(huì)猜想和事實(shí)驗(yàn)證的方法是解題的關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng):M(氣)+N(氣)?R(氣)+2L(?),該反應(yīng)中R的百分含量在不同條件下的變化如下圖所示,請判斷下列結(jié)論正確的是( 。
A.正反應(yīng)為放熱反應(yīng),L為氣體B.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),L為氣體
C.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),L為固體或液體D.正反應(yīng)為放熱反應(yīng),L為固體或液體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.CO和H2在一定條件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH中能說明上述反應(yīng)在一定條件下一定達(dá)到最大限度的是(  )
A.反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為甲醇
B.正反應(yīng)和逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率均為零
C.反應(yīng)體系中甲醇的百分含量不再變化
D.CO和H2以1:1的物質(zhì)的量之比反應(yīng)生成甲醉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.工業(yè)上可用軟錳礦(主要成分是MnO2)和黃鐵礦(主要成分是FeS2)為主要原料制備高性能磁性材料碳酸錳(MnCO3).其工業(yè)流程如圖1下:

已知:MnCO3難溶于水、乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,100℃開始分解.
回答下列問題:
(1)凈化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等雜質(zhì).若測得濾液中c(F-)=0.01mol/L-1,濾液中殘留的c(Ca2+)=1.46×10-6mol/L〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10
(2)沉錳工序中,298K、c(Mn2+)為1.05mol/L-1時(shí),實(shí)驗(yàn)測得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖2所示.根據(jù)圖中信息得出的結(jié)論是pH等于7.0時(shí)反應(yīng)速率最快,且MnCO3的產(chǎn)率最高.
(3)從沉錳工序中得到純凈MnCO3的操作方法是:過濾、先水洗2-3次、再用乙醇洗滌、低溫干燥(或低于100℃干燥).
(4)為測定某軟錳礦中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù),準(zhǔn)確稱量1.20g軟錳礦樣品,加入2.68g草酸鈉固體,再加入足量的稀硫酸并加熱(雜質(zhì)不參加反應(yīng)),充分反應(yīng)后冷卻,將所得溶液轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度,從中取出25.0mL,用0.0200mol•L-1高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定,當(dāng)?shù)稳?0.0mL溶液時(shí)恰好完全反應(yīng).
已知高錳酸鉀、二氧化錳在酸性條件下均能將草酸鈉(Na2C2O4)氧化:
2MnO4-+5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
MnO2+C2O42-+4H+═Mn2++2CO2↑+2H2O
求該軟錳礦中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)72.5%(寫出計(jì)算過程).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇.一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化.

(1)在圖1中,曲線b(填a或b)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于放熱(填吸熱、放熱)反應(yīng).
(2)下列說法正確的是AC
A.起始充入的CO為2mol
B.增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率增大
C.容器中壓強(qiáng)恒定時(shí),反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
D.恒溫恒容時(shí),再充入1molCO和2molH2,再次達(dá)到平衡時(shí)$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(CO)}$會(huì)減小
(3)從反應(yīng)開始到建立平衡,v(H2)=0.15mol•L-1•min-1;該溫度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為12 L2•mol-2.若保持其它條件不變,將反應(yīng)體系升溫,則該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)減。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”).
(4)已知CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

20.已知:2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
寫出工業(yè)制水煤氣的熱化學(xué)方程式C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.現(xiàn)往1L的容器中通入CO2、H2各2mol.在一定條件下讓其發(fā)生反應(yīng):CO2+H2?CO+H2O,回答下列問題:
(1)在830℃條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO2的濃度為1mol•L-1.該條件下平衡常數(shù)K1=1.
(2)在(1)基礎(chǔ)上,把體系的溫度降至800℃.已知該條件下的平衡常數(shù)K2=0.81,可以推知平衡時(shí)c(H2O)=0.95mol/L(保留2位有效數(shù)字).
(3)該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).
(4)在(1)基礎(chǔ)上,壓縮容器體積至0.5L.該條件下的平衡常數(shù)為K3.則K3等于(填“大于”、“等于”或“小于”)K1,理由是平衡常數(shù)只受溫度影響,與壓強(qiáng)無關(guān).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.甲醇是重要的化工原料和清潔液體燃料.工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)甲醇.甲醇制備的相關(guān)信息如表:
 化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)平衡常數(shù)數(shù)值 
 500℃800℃
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g) K1  2.5 0.15
 ②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)K2 1.0  2.50
 ③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)K3  2.50.375 
(l)反應(yīng)①是放熱反應(yīng)(選填“吸熱”“放熱”.
(2)請寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)表達(dá)式K3=K1•K2(用K1、K2表).
(3)若某溫度下反應(yīng)①從開始到平衡CO和CH3OH的濃度變化如圖一所示,則用H2濃度變化表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速υ(H2)=0.15mol/(L•min),若某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖二所示,則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)=K(B)(填“>”、“<”、“=”).

(4)一定溫度下,在體積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,可判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是D
A.容器中總壓強(qiáng)不變      
B.混臺(tái)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
C.混合氣體的密度不變     
D.CO2(g)或CO(g)的濃度不變.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.合金是常用的材料.下列產(chǎn)品不屬于合金制品的是( 。
A.鐵鍋B.金屬門窗C.不銹鋼餐具D.水銀溫度計(jì)

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同步練習(xí)冊答案