Question

2．某化學興趣小組的同學向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時，沒有看到明顯現(xiàn)象．
【提出問題】氫氧化鈉與稀鹽酸是否發(fā)生了化學反應？
【查閱資料】酸與堿發(fā)生中和反應會放出熱量．
【實驗設計】甲、乙、丙三位同學分別設計了如下表所示實驗方案，請你幫他們完成實驗報告．

同 學	實 驗 操作	現(xiàn)  象
甲	將稀鹽酸慢慢滴入加有酚酞的NaOH溶液，并不斷攪拌	溶液顏色的變化是紅色逐漸變淺直至褪去
乙		U型玻璃管中左邊的紅墨水液面下降（所加稀鹽酸的體積忽略不計）
丙	用pH試紙pH試紙測定氫氧化鈉溶液的pH，向其中滴加過量稀鹽酸，再測定溶液的pH	最后溶液的pH＜＜（填“＞7”“＜7”或“=7”）

【結(jié)論】氫氧化鈉與稀鹽酸發(fā)生了化學反應．
【評價反思】你認為實驗設計方案不合理的同學是乙，理由氫氧化鈉固體溶于水也會放出熱量．
【拓展應用】如圖表示溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為8%的氫氧化鈉溶液遇20g某稀鹽酸發(fā)生反應后溶液溫度的變化情況．
（1）根據(jù)曲線判斷，當加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為20g時，反應恰好完全進行．
（2）當加入15g氫氧化鈉溶液時，所得溶液中的溶質(zhì)為NaCl和HCl（寫化學式）．
（3）計算此稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 酚酞試液遇到堿溶液變紅，遇到中性溶液或酸性溶液不變色，所以氫氧化鈉中滴加鹽酸使，當把氫氧化鈉反應完了，溶液就會變?yōu)闊o色，根據(jù)方程式的書寫注意事項寫出方程式；氫氧化鈉固體溶于水會放出大量的熱，由于熱脹冷縮，所以U型玻璃管中左側(cè)下降右側(cè)上升；測定溶液的pH最簡單的方法是使用pH試紙；中性溶液或酸性溶液都不能使酚酞試液變色；由于乙同學用的是氫氧化鈉固體溶于水，由于氫氧化鈉固體溶于水會放出熱量，到底熱量是氫氧化鈉與鹽酸反應放出的，還是氫氧化鈉固體溶于水放出的，無法判斷，所以說法錯誤；根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸的反應進行分析，鹽酸與氫氧化鈉反應放出熱量，二者恰好完全反應時放出的熱量最多，當再加入氫氧化鈉時，由于不再放出熱量而氫氧化鈉溶液的溫度較低，溶液混合而導致溫度下降，根據(jù)二者反應的化學方程式以及物質(zhì)間的質(zhì)量關系即可求得鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：【實驗設計】酚酞試液遇到堿溶液變紅，遇到中性溶液或酸性溶液不變色，所以氫氧化鈉中滴加鹽酸使，當把氫氧化鈉反應完了，溶液就會變?yōu)闊o色；反應物是氫氧化鈉和鹽酸，生成物是氯化鈉和水，所以方程式是：HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
氫氧化鈉固體溶于水會放出大量的熱，氫氧化鈉與鹽酸反應也能放出熱量，會導致瓶內(nèi)溫度升高，由于熱脹冷縮，所以U型玻璃管中液面左側(cè)下降右側(cè)上升；
測定溶液的pH最簡單的方法是使用pH試紙；中性溶液或酸性溶液都不能使酚酞試液變色所以最后所得溶液的pH值可能小于7，也可能等于7；
故填：紅色逐漸變淺直至褪去；左；pH試紙；＜．
【評價反思】由于氫氧化鈉固體溶于水會放出熱量，到底熱量是氫氧化鈉與鹽酸反應放出的，還是氫氧化鈉固體溶于水放出的，無法判斷，所以乙同學的實驗現(xiàn)象不能說明氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了反應，故填：乙；氫氧化鈉固體溶于水也會放出熱量；
【拓展應用】：①根據(jù)曲線可以看出，加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為20g時二者恰好完全反應，所以本題答案為：20g；
②根據(jù)曲線可以看出，加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為20g時二者恰好完全反應，而15g氫氧化鈉溶液時有剩余的鹽酸．故答案為：HCl；
③設稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量為x
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
40        36.5
20g×8%     x     
$\frac{40}{20g×8%}$=$\frac{36.5}{x}$，x=1.46g
鹽酸的質(zhì)量分數(shù)$\frac{1.46g}{20g}$×100%=7.3%
答：稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為7.3%．

點評 本題是已設計的實驗方案進行評價，以及自己設計實驗方案的題目，要注意考慮所涉及物質(zhì)的化學性質(zhì)，據(jù)它們的化學性質(zhì)來設計方案，這是我們解題的大方向．