【題目】某研究性課題小組對氫氧化鈉溶液和稀鹽酸中和反應(yīng)的有關(guān)問題,進(jìn)行了如下探究:

I:(1)甲同學(xué)為了證明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸能夠發(fā)生反應(yīng),設(shè)計并完成了如圖1所示實驗,則X_____溶液。

2)乙同學(xué)用傳感器探究稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)過程中溫度和pH的變化測定結(jié)果

如圖2所示。通過分析可知,稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)會_____(填放出吸收)熱量。60s 時,溶液中的陰離子為_____(寫離子符號)。

:丙同學(xué)為了驗證上述實驗,也將鹽酸滴入某氫氧化鈉溶液中,發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生,他認(rèn)為該氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì),原因用化學(xué)方程式可表示為_____。

為了測定該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),丙同學(xué)設(shè)計了如圖3所示的實驗裝置。已知分液漏斗中裝有10%的稀鹽酸,裝置內(nèi)試劑均足量。

[實驗步驟]①按如圖3連接好裝置后,并檢查裝置氣密性;

②關(guān)閉K1K2,向B裝置中加入100.0g 該氫氧化鈉溶液樣品(忽略原裝置內(nèi)空氣中二氧化碳對實驗的影響)

③打開K2,向錐形瓶內(nèi)滴加鹽酸,直到B中不再產(chǎn)生氣泡為止;

④打開K1關(guān)閉K2, 通入一段時間空氣,至裝置C中不再產(chǎn)生沉淀為止;

[實驗分析]A裝置的作用是_____

②若缺少步驟④,則測定結(jié)果將_____(填偏大偏小不變)。

[實驗反思]①有同學(xué)提出,圖3裝置不變,可以分別稱量裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量,其差量為裝置B中反應(yīng)生成的二氧化碳質(zhì)量,經(jīng)進(jìn)一步計算可求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),你是否同意該同學(xué)的意見?_____ 同意不同意)。

②下列各項措施中,能提高測定準(zhǔn)確度的是_____(填字母序號)

A 緩緩滴加稀鹽酸

B 增加鹽酸的濃度

C 把稀鹽酸換成稀硫酸

D 在裝置B、C之間先后增加盛有飽和NaHCO3和濃硫酸的洗氣瓶

[定量分析]改進(jìn)裝置后,將裝置C中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱得固體質(zhì)量為3.94g。 計算該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。_____(寫出計算過程)。

【答案】酚酞 放出 除去空氣中的二氧化碳?xì)怏w 偏小 不同意 A 2.12%

【解析】

氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,氫氧化鈉變質(zhì)的原因是吸收了空氣中的二氧化碳,同時生成碳酸鈉和水,稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳。

I:(1)氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,圖1酸堿中和反應(yīng)的顏色變化,溶液先變紅再變無色是用了指示劑的原因,在氫氧化鈉溶液中變紅的指示劑為酚酞試液,故X是酚酞溶液。

2)由圖2可知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,在反應(yīng)結(jié)束前,溫度是逐漸升高的,故稀NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)會放出熱量;在反應(yīng)進(jìn)行中,溶液的pH值小于7逐漸到大于7,得出此反應(yīng)是往鹽酸溶液中逐漸滴加氫氧化鈉溶液,在約45秒時,溶液pH=7,反應(yīng)恰好完全,60s 時,氫氧化鈉溶液過量,溶液中的陰離子為氯離子,氫氧根離子,離子符號為。

:氫氧化鈉變質(zhì)的原因是吸收了空氣中的二氧化碳,同時生成碳酸鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

[實驗分析]

①此實驗是B裝置產(chǎn)生的二氧化碳鼓入C裝置完成實驗及數(shù)據(jù)的測定。為了使B裝置產(chǎn)生的二氧化碳全部進(jìn)入C裝置,用空氣促使氣體進(jìn)入,而空氣中的二氧化碳會影響到C裝置的數(shù)據(jù)測定。故A裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳?xì)怏w。

②若缺少步驟④,即反應(yīng)停止后就停止通入空氣,則反應(yīng)生成的二氧化碳無法全部進(jìn)入吸收裝置C,測得二氧化碳的質(zhì)量會偏小,測得碳酸鈉的質(zhì)量會偏小。

[實驗反思]

①鹽酸具有揮發(fā)性,二氧化碳?xì)怏w中可能含有氯化氫氣體,會導(dǎo)致裝置C中的質(zhì)量增加,求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,故不同意。

A、緩緩滴加稀鹽酸,可以避免反應(yīng)太塊,導(dǎo)致生成的二氧化碳?xì)饬髁魉龠^快,引起二氧化碳不充分吸收,可以提高準(zhǔn)度,故A正確;
B、增加鹽酸的濃度,會揮發(fā)出氯化氫氣體,反應(yīng)速率加快,導(dǎo)致生成的二氧化碳?xì)饬髁魉龠^快,不能提高準(zhǔn)度,故B不正確;
C、稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,反應(yīng)速率較快,導(dǎo)致生成的二氧化碳?xì)饬髁魉龠^快,不能提高準(zhǔn)度,故C不正確。

D、揮發(fā)出來的HCl進(jìn)入盛有NaHCO3溶液的洗氣甁,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2使得生成的二氧化碳偏多,造成誤差,不可以提高準(zhǔn)度,故D不正確。故選A。

[定量分析]

設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x

由化學(xué)方程式可知:

該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。

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(2)I氣化爐中發(fā)生的變化________________________________(物理化學(xué)”)變化。.

(3)IIA,B C D四種物質(zhì)中,常溫時呈氣態(tài)的氧化物為________________________________(填化學(xué)式)

(4)物質(zhì)D不僅是一種清潔能源,也是重要的化工原料。寫出物質(zhì)D燃燒的化學(xué)方程式:____________________

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(設(shè)計實驗)

取大小相同的兩塊金屬,用砂紙打磨光亮,分別放入兩支試管中再加入等量的同種稀鹽酸,操作與現(xiàn)象如表:

實驗

試管1

試管2

操作

現(xiàn)象

金屬表面產(chǎn)生氣泡較慢

金屬表面產(chǎn)生氣泡較快

(思考結(jié)論)

1)通過上述實驗,判斷出兩種金屬的活動性順序是A _____B(填“>”或“<”)。

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3)實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是_____。

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