Question

1．甲、乙、丙三位同學(xué)為一家化工廠的污水設(shè)計(jì)排污方案，請(qǐng)你就他們的探究過(guò)程回答有關(guān)問(wèn)題．
Ⅰ．首先用pH試紙檢測(cè)污水的酸堿性．三位同學(xué)分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
甲：取pH試紙于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測(cè)液滴在pH試紙上，測(cè)得pH＜7；
乙：取pH試紙于玻璃片上，先用蒸餾水濕潤(rùn)，再用玻璃棒蘸取待測(cè)液滴在pH試紙上，測(cè)得pH＜7；
丙：取pH試紙直接浸入待測(cè)液中，測(cè)得pH＜7．
（1）以上三位同學(xué)中操作規(guī)范的是甲（填寫甲、乙或丙）．
Ⅱ．利用中和反應(yīng)原理測(cè)定污水中污染物（假設(shè)污染物為硫酸）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)的方案如圖甲、乙所示：

（2）甲同學(xué)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無(wú)色酚酞試液，酚酞呈紅色，于是得出“兩種物質(zhì)已恰好中和”的結(jié)論．乙、丙認(rèn)為推理是有問(wèn)題的，他們的理由是氫氧化鈉溶液過(guò)量使酚酞試液變成紅色．
（3）乙同學(xué)當(dāng)觀察到溶液由紅色變成溶液由紅色變成紫色現(xiàn)象時(shí)即認(rèn)為兩者恰好完全反應(yīng)；若此時(shí)消耗NaOH溶液4g，則污水中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0098%．（寫出計(jì)算過(guò)程）．
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，NaOH溶液必須用膠頭滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不斷攪拌，目的是防止氫氧化鈉過(guò)量，使反應(yīng)充分進(jìn)行．
（5）丙同學(xué)利用連線在傳感器上的計(jì)算機(jī)隨機(jī)繪制出了如圖丙所示的溶液的pH隨所加的NaOH溶液體積變化的曲線．從曲線上可知污水的pH=a，M點(diǎn)表示的含義是恰好完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是硫酸鈉．
（6）為了除去污水中的硫酸，你建議選用的原料是B（填寫序號(hào)）．
A．NaOH     B．Ca（OH）₂    C．CuO     D．Fe．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)PH值的正確測(cè)定方法來(lái)考慮，否則測(cè)得的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差；根據(jù)pH和溶液酸堿性的關(guān)系分析；
（2）根據(jù)酚酞試液在堿性溶液為紅色分析結(jié)論的正確性；
（3）根據(jù)紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性溶液中的顏色分析反應(yīng)的程度并通過(guò)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析玻璃棒的作用；
（5）根據(jù)坐標(biāo)分析；
（6）根據(jù)酸的性質(zhì)及可操作性、經(jīng)濟(jì)性等分析；

解答 解：
（1）測(cè)PH值的正確測(cè)定方法是：取pH試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測(cè)溶液沾在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，即可得到PH值，所以乙同學(xué)、丙同學(xué)操作都是錯(cuò)誤的，用蒸餾水將pH試紙潤(rùn)濕再測(cè)該酸性溶液PH值，結(jié)果會(huì)偏大；將pH試紙直接浸入溶液中會(huì)污染試劑；測(cè)得廢水的pH＜7，說(shuō)明顯酸性；
（2）根據(jù)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無(wú)色酚酞試液，酚酞變紅色，說(shuō)明此時(shí)的溶液顯堿性，是因?yàn)闅溲趸�鈉溶液過(guò)量；
（3）硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，石蕊試液在酸性廢水中出現(xiàn)紅色，當(dāng)?shù)渭託溲趸�鈉的過(guò)程中，當(dāng)溶液由紅色變成紫色時(shí)恰好完全反應(yīng)；
設(shè)污水中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，
H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O
98     80
20gx  4g×0.04%
$\frac{98}{20gx}=\frac{80}{4g×0.04%}$
x=0.0098%
所以污水中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0098%；
（4）為了防止氫氧化鈉過(guò)量，使反應(yīng)充分進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，NaOH溶液必須用膠頭滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不斷攪拌；
（5）從曲線上可知污水的pH=a，即曲線的起點(diǎn)；M點(diǎn)的pH=7，溶液呈現(xiàn)中性，說(shuō)明酸堿恰好完全反應(yīng)；稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水
（6）A．NaOH；B．Ca（OH）₂；C．CuO；D．Fe四種物質(zhì)都能夠和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，但從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，氫氧化鈣最便宜，所以性質(zhì)B．；
故答案為：
（1）甲；
（2）氫氧化鈉溶液過(guò)量使酚酞試液變成紅色；
（3）溶液由紅色變成紫色；0.0098；
（4）防止氫氧化鈉過(guò)量，使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（5）a；恰好完全反應(yīng)；硫酸鈉；
（6）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸堿度的測(cè)定方法的評(píng)價(jià)，酸堿性與pH的關(guān)系以及酸堿中和反應(yīng)的運(yùn)用等，綜合性較強(qiáng)，但難度不大，關(guān)鍵還是熟練掌握溶液酸堿性、酸堿度測(cè)定的方法及酸堿中和反應(yīng)的原理．