Question

【題目】在研究酸和堿的化學性質時，某同學發(fā)現(xiàn)稀H2SO4與NaOH溶液混合后無明顯現(xiàn)象產生，于是設計并完成了如下實驗方案。

方案一:測定稀H2SO4與NaOH溶液混合前后的pH.

（1）用pH試紙測定NaOH溶液的pH,測得pH___________7 (選填“大于”、“等于”或“小于”)；

（2）將定量的稀H2SO4加入該NaOH溶液中，混合均勻后測定其pH, pH=7。

方案二：向盛有NaOH溶液的燒杯中先滴加酚酞試液，后滴加稀硫酸，觀察到溶液由紅色變成無色。

結論:稀H2SO4與NaOH溶液發(fā)生了化學反應；

在上述實驗中需要用到溶質質量分數(shù)為10%的稀硫酸，現(xiàn)用20g溶質質量分數(shù)為98%的濃硫酸進行稀釋，則需要增加水的質量為________g, 若實驗過程中量水時仰視讀數(shù)，則會造成所得溶液溶質質量分數(shù)_____(選填“偏大”、“不變”或“偏小”)

（3）甲酸(HCOOH)是一種具有揮發(fā)性的酸， 甲酸在熱的濃硫酸中會分解生成兩種氧化物;CO和H2O。如圖是制取CO,用CO還原氧化鐵并檢驗氣體產物，同時收集尾氣中的CO的實驗裝置。

①寫出E裝置玻璃管內發(fā)生反應的化學方程式______。

②若沒有B裝置，則不能達到檢驗氣體產物的目的，原因是_____。

③E裝置可起到收集CO的作用，實驗結束時，E中有部分溶液進入到F燒杯中，請設計實驗證明該溶液溶質的成分中含有NaOH，寫出實驗步驟、現(xiàn)象和結論__。

（4）某特種鋼村需要用富鐵礦石(含鐵量高于50%)來冶煉。研學實踐小組為測出某地赤鐵礦石(主要成分是Fe2O3)中的含鐵量，進行實驗:取20g赤鐵礦石樣品,逐漸加入稀鹽酸，充分反應。實驗相關數(shù)據(jù)如圖所示(假設雜質不溶于水，也不與酸反應)。請計算:

①20g赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量_____。

②計算該樣品中鐵元素的質量分數(shù)，由此判斷該赤鐵礦石是否屬于富鐵礦石_____。

③實驗中所用稀鹽酸溶質的質量分數(shù)_____。

Answer 1

【答案】大于 176 偏小 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 甲酸具有揮發(fā)性，若沒有B裝置，甲酸先和D裝置中石灰水反應，D中石灰水可能不會變渾濁，無法檢驗C裝置生成的二氧化碳 實驗步驟：取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞；實驗現(xiàn)象：有白色沉淀產生；滴入酚酞的上層清液變紅色；實驗結論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。 16g 樣品中鐵元素的質量分數(shù)為56%，屬于富鐵礦石。 14.6%

【解析】

（1）NaOH屬于堿，其水溶液顯堿性，所以其pH 大于7；故填：大于。

（2）在上述實驗中需要用到溶質質量分數(shù)為10%的稀硫酸，現(xiàn)用20g溶質質量分數(shù)為98%的濃硫酸進行稀釋，則需要增加水的質量為：20g×98%÷10%20g＝176g；若實驗過程中量水時仰視讀數(shù)，導致量取水的體積偏大，則會造成所得溶液溶質質量分數(shù)偏小。故填：176；偏小。

（3）①E裝置玻璃管內二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，發(fā)生反應的化學方程式：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。

②B裝置的作用是除去甲酸，因為甲酸是一種具有揮發(fā)性的酸，在反應過程中會揮發(fā)出來，若不除去會和后面D裝置中石灰水反應，D中石灰水可能不會變渾濁，無法檢驗C裝置生成的二氧化碳；故填：甲酸具有揮發(fā)性，若沒有B裝置，甲酸先和D裝置中石灰水反應，D中石灰水可能不會變渾濁，無法檢驗C裝置生成的二氧化碳。

③E中的氫氧化鈉與C中反應生成的二氧化碳反應會生成碳酸鈉，檢驗氫氧化鈉一般利用它能使酚酞變紅的性質，但是必須排除掉碳酸鈉對它的干擾，因為碳酸鈉也顯堿性也能使酚酞變紅，因此可以取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞；實驗現(xiàn)象：有白色沉淀產生；滴入酚酞的上層清液變紅色；實驗結論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。故填：取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞；實驗現(xiàn)象：有白色沉淀產生；滴入酚酞的上層清液變紅色；實驗結論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。

（4）①根據(jù)質量守恒定律可知：20g 赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量：20g4g＝16g，故填：16g。

②氧化鐵中鐵元素質量：，樣品中鐵元素的質量分數(shù)：，由此判斷該赤鐵礦石屬于富鐵礦石。故填：樣品中鐵元素的質量分數(shù)為56%，屬于富鐵礦石。

③設稀鹽酸質量分數(shù)為x。

x=14.6%

答：實驗中所用稀鹽酸溶質的質量分數(shù)是14.6%。