Question

學習中和反應時，老師和同學們展開了如下探究：

【探究一】：探究實驗過程中的能量變化

用膠頭滴管將10％的稀鹽酸逐滴加入NaOH溶液中，并用溫度計測量溫度變化。

小文發現：隨著稀鹽酸的不斷滴入，溶液的溫度先升高后降低。對此合理的解釋      ；

【探究二】：探究反應發生及反應終點問題

實驗中，除了溫度有變化外，沒有任何現象能證明反應是否發生及反應是否已至終點，小苗在老師的幫助下，進行了下圖所示的探究實驗（滴加試劑時同時攪拌）。

 

①通過實驗現象，小苗排除了實驗B，你認為她的理由是      ；

②實驗C中溶液的顏色最終變成了紅色，但也被排除，原因是      ；

③實驗時，老師告訴小苗：相對于實驗A，實驗D也有不足。通過下面的資料，你認為理由是      ；

【資料卡片】：

④小波認為：將NaOH溶液和稀鹽酸混合后的溶液蒸干，若得到白色固體，則說明反應生成NaCl，從而確認反應已發生，你認為這種觀點是否正確，并說出理由？      。

【探究三】：探究實驗過程中的意外情況

（1）為了提高實驗的趣味性，老師演示了如下圖所示的連貫實驗，回答下列問題：

①實驗1所得溶液沸騰時的溫度      100℃（填“＞”或“＜”或“=”）；

②實驗后溶液一定顯堿性的試管有      支，實驗3后溶液中NaOH質量分數      （填“＞”或“＜”或“=”）實驗2后溶液中NaOH質量分數；

③通過上述探究，你對酚酞試液在堿性溶液中的顏色變化有何新的認識？      ；

（2）小岳在他的實驗過程中意外發現有氣泡出現，你認為原因是      。

【探究四】：從部分變質的NaOH樣品中回收較為純凈的NaOH

小岳同學查閱了不同溫度下NaOH的溶解度（見資料卡片），并按如下步驟進行了實驗（其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為實驗操作）：

【資料卡片】：

 

①試劑A是      （填化學式）溶液；

②操作名稱：Ⅰ      、Ⅱ      、Ⅲ      ；

③為獲得純度較高的NaOH固體，小岳同學應在干燥前將其用      進行淋洗。

【探究五】：測定NaOH樣品中NaOH的質量分數

小海取13.5g部分變質的NaOH固體樣品加適量的水配成溶液，向其中加入足量質量分數為7.3%的稀鹽酸，使其充分反應，生成二氧化碳2.2g（假設生成的CO₂被完全吸收）。求：

①樣品中NaOH的質量分數（精確到小數點后一位，3分）；

②在右圖中畫出以縱坐標表示二氧化碳質量，橫坐標表示鹽酸質量的關系圖（不要求精確，1分）；

解題過程：      ；

【交流討論】：經過討論，大家一致認為小海方法有誤，求出的NaOH的質量分數比實際值大，造成錯誤最有可能的原因是什么？（1分）      ；

【反思提高】：欲使實驗結果準確可靠，你對小海的實驗會做怎樣的改進？（1分）      。

Answer 1

【探究一】：溫度先升高是因為NaOH溶液和稀鹽酸反應要放熱，溫度下降是因為過量的稀鹽酸起冷卻作用。

【探究二】：

①因為石蕊試液由藍色轉變為紫色時，肉眼很難區分顏色變化。

②C中實驗雖然變成紅色，但此時NaOH溶液已經過量，反應終點已過。

    ③紫色石蕊試液的精確程度沒有酚酞試液高，實驗結果欠準確。

    ④不正確，因為即使不反應，蒸干NaOH溶液后也能得到白色固體。

【探究三】：

（1）①＞      ②3     ＜     

③酚酞試液在強堿性溶液中不顯示紅色，而顯示無色（填堿性濃度過大也可得分）

（2）NaOH溶液已經發生變質，生成了能和鹽酸反應的Na₂CO₃

【探究四】：

①Ca(OH)₂

②過濾   加熱濃縮（或蒸發濃縮）   冷卻熱飽和溶液結晶

    ③室溫時的NaOH飽和溶液（或無水酒精）

【探究五】：

①解：設NaOH固體樣品中碳酸鈉的質量為x

Na₂CO₃ +2HCl === 2NaCl + H₂O + CO₂↑

      106                         44

       x                          2.2g

        106：x = 44：2.2g  

             x=5.3g        ……………………………………… （1分）

樣品中NaOH的質量為13.5g — 5.3g = 8.2g    ………………… （1分）

則樣品中NaOH的質量分數=8.2g÷13.5g×100％ = 60.7％   ……（1分）

答：略

②

                                          ………………… （1分）

（只要畫出簡單的關系圖即可，虛線部分可不畫出）

【交流討論】：部分變質后的NaOH樣品中除了NaOH和Na₂CO₃以外，還有部分因潮解而吸收的水份。（其他合理答案也可得分）…………………… （1分）

【反思提高】：向樣品的混合溶液中加入質量分數為7.3%的稀鹽酸至不再產生氣泡為止，根據所用鹽酸質量及生成CO₂質量求出NaOH質量，進而求出樣品中NaOH的質量分數。（其他合理答案也可得分）…………………………………… （1分）