某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.方案
某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,...
某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验.方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:______.(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由:______.方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应.该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了.该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想:①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失;②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失.(1)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液.实验中“加热”和“滴入植物油”目的是______.实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关.(2)为验证猜想②,该组同学做了如下实验:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,发现溶液也呈现红色,由此可得出以下两点结论:结论1:说明Na2CO3溶液呈______性;结论2:说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关.(3)该小组同学通过查阅资料得知:当氢氧化钠溶液浓度很大时,就会出现上述意外现象.请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大:①实验方法______,②观察到的现象______.方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生.如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应.该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如表). 编号 盐酸 NaOH溶液 △t/℃ 1 3.65% 2.00% 3.5 2 3.65% 4.00% x 3 7.30% 8.00% 14(1)表中x=______.(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过右图所示装置完成了实验.则该同学根据______判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应.(3)关于实验中的细节和意外情况:①实验中,稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加,这样做的目的是______.②实验过程中,要用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是______.③在实验过程中意外发现有气泡出现,你认为原因是______.④发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末.他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:①可能是NaOH;你认为:②可能是______; ③可能是______.(4)为了进一步研究实验中出现的问题,取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液,向其中加入200g10%的稀盐酸,使其充分反应,生成二氧化碳2.2g.求:(1)样品中氢氧化钠的质量;______(2)和氢氧化钠反应的盐酸的质量;______(3)在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸的质量的关系图.(已知Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑)
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方案一
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:用玻璃棒蘸取溶液滴在PH试纸上,再与标准比色卡对照就可以知道溶液的PH;
(2)因为稀释氢氧化钠溶液时,碱性减弱,溶液的PH变小,只能无限的接近于7,但是不能等于或小于7.如果PH小于7,说明氢氧化钠和盐酸发生了化学反应;
方案二
(1)实验中“加热”和“滴入植物油”目的是:除去溶液中溶解的氧气,来排除氧气的干扰.
(2)结论1根据显碱性的物质能使酚酞试液变红色,说明碳酸钠溶液显碱性;
(3)根据所给的信息可以知道,将该氢氧化钠溶液稀释后再滴加酚酞观察现象,若显示红色则说明所取的溶液浓度过大,
方案三
(1)比较第三组和第一组数据中的盐酸和氢氧化钠的浓度可以知道,第三组中氢氧化钠和盐酸的浓度都是第一组的2倍,则温度的变化是第一组的4倍;第二组与第一组比较,盐酸的质量分数不变,而氢氧化钠的浓度是第一组的2倍,所以温度的改变也是第一组的2倍,所以X=7
(2)氢氧化钠和盐酸发生中和反应,溶液的温度会升高,导致烧瓶内的压强增大,使U形管的液面出现高度差,
(3)①在盐酸和氢氧化钠反应时,可以知道如果滴加速度过快可能会滴入的盐酸过量,
②用玻璃棒搅拌能够是盐酸和氢氧化钠充分反应,
③若出现气泡则说明可能是氢氧化钠变质,
④若变质则产生碳酸钠,所以可以得出固体成分可能是碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钠等猜想
(4)(1)(2)分析该题中所发生的化学反应,可以知道是碳酸钠和盐酸的反应,然后根据二氧化碳气体的质量来来求出碳酸钠的质量,然后判断是否有氢氧化钠解答该题;
(3)盐酸先和氢氧化钠反应,然后才和碳酸钠反应生成二氧化碳
故答案为:方案一:(1)将PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在试纸上,将试纸颜色与比色卡对照读出pH.
(2)排除因稀释而使溶液pH减小的因素.
方案二:(1)除氧和隔氧.
(2)碱;
(3)①取上述溶液加水稀释后,再滴加无色酚酞,
②溶液呈红色.
方案三:(1)7.(2)U型管中液面左低右高;
(3)①防止稀盐酸过量
②使反应充分
③氢氧化钠溶液中含有碳酸钠
④Na2CO3NaOH与Na2CO3的混合物.
(4)解:设固体样品中碳酸钠的质量为x,跟碳酸钠反应的盐酸的质量为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x y×10% 2.2g
=
=
解得:x=5.3g y=36.5g
NaOH的质量为:13.3g-5.3g=8g
设和氢氧化钠反应的盐酸的质量为z
NaOH+HCl═NaCl+H2O(0.5分)
40 36.5
8g z×10%
=
解得 z=73g
答:(1)样品中氢氧化钠的质量为8g;
(2)和氢氧化钠反应的盐酸的质量为73g.
(3)在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸的质量的关系图::
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:用玻璃棒蘸取溶液滴在PH试纸上,再与标准比色卡对照就可以知道溶液的PH;
(2)因为稀释氢氧化钠溶液时,碱性减弱,溶液的PH变小,只能无限的接近于7,但是不能等于或小于7.如果PH小于7,说明氢氧化钠和盐酸发生了化学反应;
方案二
(1)实验中“加热”和“滴入植物油”目的是:除去溶液中溶解的氧气,来排除氧气的干扰.
(2)结论1根据显碱性的物质能使酚酞试液变红色,说明碳酸钠溶液显碱性;
(3)根据所给的信息可以知道,将该氢氧化钠溶液稀释后再滴加酚酞观察现象,若显示红色则说明所取的溶液浓度过大,
方案三
(1)比较第三组和第一组数据中的盐酸和氢氧化钠的浓度可以知道,第三组中氢氧化钠和盐酸的浓度都是第一组的2倍,则温度的变化是第一组的4倍;第二组与第一组比较,盐酸的质量分数不变,而氢氧化钠的浓度是第一组的2倍,所以温度的改变也是第一组的2倍,所以X=7
(2)氢氧化钠和盐酸发生中和反应,溶液的温度会升高,导致烧瓶内的压强增大,使U形管的液面出现高度差,
(3)①在盐酸和氢氧化钠反应时,可以知道如果滴加速度过快可能会滴入的盐酸过量,
②用玻璃棒搅拌能够是盐酸和氢氧化钠充分反应,
③若出现气泡则说明可能是氢氧化钠变质,
④若变质则产生碳酸钠,所以可以得出固体成分可能是碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钠等猜想
(4)(1)(2)分析该题中所发生的化学反应,可以知道是碳酸钠和盐酸的反应,然后根据二氧化碳气体的质量来来求出碳酸钠的质量,然后判断是否有氢氧化钠解答该题;
(3)盐酸先和氢氧化钠反应,然后才和碳酸钠反应生成二氧化碳
故答案为:方案一:(1)将PH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在试纸上,将试纸颜色与比色卡对照读出pH.
(2)排除因稀释而使溶液pH减小的因素.
方案二:(1)除氧和隔氧.
(2)碱;
(3)①取上述溶液加水稀释后,再滴加无色酚酞,
②溶液呈红色.
方案三:(1)7.(2)U型管中液面左低右高;
(3)①防止稀盐酸过量
②使反应充分
③氢氧化钠溶液中含有碳酸钠
④Na2CO3NaOH与Na2CO3的混合物.
(4)解:设固体样品中碳酸钠的质量为x,跟碳酸钠反应的盐酸的质量为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x y×10% 2.2g
106 |
x |
73 |
y×10% |
44 |
2.2g |
解得:x=5.3g y=36.5g
NaOH的质量为:13.3g-5.3g=8g
设和氢氧化钠反应的盐酸的质量为z
NaOH+HCl═NaCl+H2O(0.5分)
40 36.5
8g z×10%
40 |
8g |
36.5 |
z×10% |
解得 z=73g
答:(1)样品中氢氧化钠的质量为8g;
(2)和氢氧化钠反应的盐酸的质量为73g.
(3)在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸的质量的关系图::
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