Question

（9分）某興趣小組同學為證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了中和反應，從不同角度設計了如下實驗方案，并進行實驗。

I、實驗方案

方案一：先用pH試紙測定NaOH溶液的pH，再滴加鹽酸，并不斷振蕩溶液，同時測定混合溶液的pH，測得的pH逐漸變小直到pH小于7，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應。

⑴反應后，所得溶液顯             性(填“酸”、“堿”或“中”)

⑵用pH試紙測定NaOH溶液pH時，正確的操作是：                                   

                                                                              。

⑶簡述強調“測得的pH小于7”的理由：                                             

______________________________________________________________________________。

方案二：化學反應中通常伴隨有能量的變化，可借助反應前后的溫度變化來判斷反應的發生。如果NaOH溶液與稀鹽酸混合前后溫度有變化，則證明發生了化學反應。

該組同學將不同濃度的鹽酸和NaOH溶液各10 克混合，用溫度計測定室溫下混合前后溫度的變化，并記錄了每次混合前后溫度的升高值△t（如下表）。

編號	鹽酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65﹪	2.00﹪	3.5
2	3.65﹪	4.00﹪	x
3	7.30﹪	8.00﹪	14

⑷表中x =                  。

⑸某同學在沒使用溫度計的情況下，通過下圖所示裝置完成了實驗。則該同學根據實驗現象：

                                                                                  ，判斷NaOH溶液與稀鹽酸發生了中和反應。

II、實驗中的意外情況

在實驗過程中，他們發現盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現了白色粉末。他們依據所學的化學知識，對這種白色粉末的成分作了如下猜想：① 可能是NaOH；② 可能是Na₂CO₃； ③ 可能是NaOH和Na₂CO₃。

⑹小明同學取白色粉末少許，溶于水后，先向溶液中加入足量的               溶液，看到白色沉淀產生，然后向上層清液中加入酚酞試液，看到溶液呈紅色，驗證了猜想③是正確的。

⑺為了進一步研究，三位同學取了10.0g上述樣品，利用電子天平共同做了下圖所示的實驗。

   

實驗數據記錄如下：

稱   量   項   目	稱   量  時 間	質量（g）
試樣		10.00
裝置+稀硫酸質量		241.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后15秒	249.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后35秒	247.00
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后55秒	247.00

試通過分析表中數據計算上述樣品中各成份的質量分數分別是多少？（寫出計算過程）。

（8）有同學提出按上述實驗所測得試樣中Na₂CO₃質量分數會偏小，該同學的理由是（實驗操作均正確）：                                                                。

 

Answer 1

【答案】

（1）顯酸性

（2）操作是：在白瓷板或玻璃片上放一小片pH試紙，將被測液滴到試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較。

(3)理由：  排除因鹽酸的加入，稀釋氫氧化鈉溶液而引起pH減小 。

(4)表中x =7。

(5)現象： U形管中左邊液面下降(右邊上升)    ，

（6）CaCl₂或BaCl₂ （其他合理的答案也給分）   

（7）寫出計算過程：

解： CO2質量=2.2g                       （0.5分）

Na2CO3 質量 = 5.3 g                      （0.5分）

Na2CO3質量分數為： 53%           （0.5分）

NaOH質量分數為 ：1—53% =47%           （0.5分）

如果僅方程式寫對,給0.5分

（8）  CO2的密度比空氣大， CO2殘留在裝置中，造成最終測得的質量偏大，測得生成的CO2質量偏小，故Na2CO3的質量分數偏小。（其他合理的答案也給分）    （1分）

【解析】方案一：（1）用pH試紙測定溶液的pH時，掌握正確的操作方法；

（2）簡述強調“測得的pH小于7”的理由；考慮稀鹽酸和稀釋的作用．

方案二：（1）由表中數據，可推出x的值．

某同學在沒使用溫度計的情況下，通過如圖所示裝置完成了實驗．則該同學根據 U形管中左邊液面下降判斷NaOH溶液與稀鹽酸發生了中和反應．

方案三：（1）驗證猜想③是否正確，主要是檢驗碳酸鈉與氫氧化鈉的存在，一般是利用對碳酸根的檢驗以及堿性溶液的檢驗完成．

（2）根據資料得知：溶液在反應前后物質的質量變化的量即是反應生成的二氧化碳的量，據此可依據方程式求出碳酸鈉的質量，也可知氫氧化鈉的質量．

（3）根據二氧化碳的密度較大分析即可．