Question

4．用已知溶質質量分數的溶液可以測定未知溶液的溶質質量分數．實驗室有一瓶標簽模糊的稀鹽酸，某同學為了測定其溶質質量分數，進行了如下實驗：
①取一潔凈的錐形瓶稱量，然后往其中加入一定量的稀鹽酸，并滴入幾滴紫色石蕊試液（質量忽略不計），重新稱量；
②往上述錐形瓶中逐滴加入溶質質量分數為16%的氫氧化鈉溶液，邊滴加邊振蕩，當觀察到溶液由紅色恰好變為紫色時，停止滴加，再次稱量．數據如下表：

	錐形瓶	錐形瓶+稀鹽酸	錐形瓶+反應后溶液
質量（克）	35.5	55.5	80.5

（1）若要配制500克16%的氫氧化鈉溶液，需要氫氧化鈉固體80克．
（2）本次實驗中，實際消耗的氫氧化鈉溶液質量為25克．
（3）請通過計算確定該瓶稀鹽酸的溶質質量分數．
（4）另有同學做了同樣的實驗，卻得到了不同的結果．于是用精密pH試紙測得反應后錐形瓶內溶液的pH為8.2，則他測出的鹽酸溶質質量分數偏大（填“偏大”或“偏小”），造成這一偏差的原因是石蕊試液的變色不明顯，你能改進這個測量過程嗎？請簡要描述改進方案；①取一潔凈的錐形瓶稱量，然后往其中加入一定量的稀鹽酸，并滴入幾滴酚酞試液（質量忽略不計），重新稱量；②往上述錐形瓶中逐滴加入溶質質量分數為16%的氫氧化鈉溶液，邊滴加邊振蕩，當觀察到溶液由無色恰好變為紅色時，停止滴加，再次稱量．

Answer 1

分析 （1）根據溶質質量=溶液質量×溶質質量分數解答；
（2）根據質量守恒定律反應所消耗的氫氧化鈉溶液的質量=反應后所得物質的總質量-反應前所有物質的總質量；
（3）根據化學方程式結合氫氧化鈉的質量可以計算出硫酸的質量進而就算出其溶質的質量分數；
（4）根據pH值可知其用氫氧化鈉溶液過量，故計算出的結果要偏大．

解答 解：（1）需要氫氧化鈉固體的質量為：500g×16%=80g；
（2）反應所消耗的氫氧化鈉溶液質量：80.5g-55.5g=25g；
（3）設稀鹽酸的溶質質量為x，氫氧化鈉的質量=25g×16%=4g
NaOH+HCl=NaCl+2H₂O
 40      36.5
 4g        x  
$\frac{40}{4g}=\frac{36.5}{x}$
解得：x=3.65g
該瓶稀鹽酸的溶質質量分數=$\frac{3.65g}{55.5g-35.5g}×$100%=18.25%
（8）根據pH值可知其用氫氧化鈉溶液過量，故計算出的結果要偏大；由于石蕊試液的變色不明顯，可以將石蕊試液換成酚酞試液．
答案：
（1）80；（2）25；（3）該瓶稀鹽酸的溶質質量分數為18.25%；（4）偏大；①取一潔凈的錐形瓶稱量，然后往其中加入一定量的稀鹽酸，并滴入幾滴酚酞試液（質量忽略不計），重新稱量；②往上述錐形瓶中逐滴加入溶質質量分數為16%的氫氧化鈉溶液，邊滴加邊振蕩，當觀察到溶液由無色恰好變為紅色時，停止滴加，再次稱量．

點評 本題主要考查學生運用化學方程式和溶質質量分數公式綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．解題的關鍵是分析反應物與生成物之間的質量關系．