Question

9．酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是酸溶液中大量自由移動(dòng)的H⁺和堿溶液中大量自由移動(dòng)的OH^-結(jié)合生成水分子的過程．請根據(jù)以下稀鹽酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，回答問題．
【實(shí)驗(yàn)一】用酚酞試液
（1）向一試管中倒入約2mL稀氫氧化鈉溶液，滴加3滴酚酞試液，振蕩，再逐滴滴入稀鹽酸，邊滴邊振蕩，直至溶液剛好變?yōu)闊o色為止，說明它們之間發(fā)生了中和反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)二】用溫度計(jì)
（2）向一燒杯中加入一定量的稀氫氧化鈉濟(jì)液，再逐滴勻速加入稀鹽酸，并用數(shù)字化儀器對反應(yīng)過程中溶液的溫度實(shí)時(shí)測定，得到的曲線如圖1．
  ①約0-50s溫度上升是因?yàn)橹泻头磻?yīng)放熱，50s后溶液溫度下降的原因是反應(yīng)結(jié)束后熱量散失，過量的稀鹽酸起到冷卻作用．
②不能用氫氧化鈉固體與稀鹽酸反應(yīng)測定中和反應(yīng)放熱的原因是氫氧化鈉固體溶解于水時(shí)會放熱．

【實(shí)驗(yàn)三】用pH計(jì)
（3）向一錐形瓶中加入20g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.00%的稀氫氧化鈉溶液，再逐滴勻速加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，并用數(shù)字化儀器對反應(yīng)過程中溶液的pH測定，得到的曲線如圖2．列式計(jì)算：
①所取稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（精確到0.0l%，下同）
②當(dāng)恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)指示劑的變色情況分析．
（2）根據(jù)由于反應(yīng)已經(jīng)終止，熱量擴(kuò)散分析；氫氧化鈉固體溶于水會放熱；
（3）觀察圖示，由所滴加的稀鹽酸的質(zhì)量與溶液的pH變化的函數(shù)關(guān)系圖，在加入20g稀鹽酸所得溶液pH=7時(shí)，鹽酸與氫氧化鈉恰好反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由消耗氫氧化鈉的質(zhì)量計(jì)算所加稀鹽酸中氯化氫的質(zhì)量，生成的氯化鈉的質(zhì)量，由溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式求出稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和所得溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）酚酞遇堿變紅，在中性和酸性環(huán)境中為無色，故往氫氧化鈉溶液中滴入幾滴無色酚酞，看到溶液呈紅色，再逐滴滴入稀鹽酸，邊滴邊振蕩，至恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液呈無色．
（2）①50s后反應(yīng)結(jié)束后熱量散失，以及過量的稀鹽酸起到冷卻作用，溶液溫度下降；
②由于氫氧化鈉固體溶解于水時(shí)會放熱，無法判斷中和反應(yīng)是否放熱；
（3）設(shè)氯化氫的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y，則有
   NaOH+HCl=NaCl+H₂O
   40       36.5   58.5
20g×4.00%  x      y
$\frac{40}{20g×4.00%}=\frac{36.5}{x}=\frac{58.5}{y}$
x=0.73g，y=1.17g
①所取稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.73g}{20g}×100%$=3.65%，
②當(dāng)恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.17g}{20g+20g}×100%$=2.93%．
故答案為：（1）無；
（2）①反應(yīng)結(jié)束后熱量散失，過量的稀鹽酸起到冷卻作用；
②氫氧化鈉固體溶解于水時(shí)會放熱；
（3）①3.65%； ②2.93%．

點(diǎn)評 此題是一道中和考查中和反應(yīng)的題目，結(jié)合圖象的計(jì)算題，計(jì)算時(shí)找到pH=7的恰好反應(yīng)點(diǎn)，并利用化學(xué)方程式的計(jì)算進(jìn)行解決是解題的突破口．