Question

甲、乙、丙三位同學為一家化工廠的污水設(shè)計排污方案，請你就他們的探究過程回答有關(guān)問題．
Ⅰ．首先用pH試紙檢測污水的酸堿性．三位同學分別進行如下實驗：
甲：取pH試紙于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，測得pH＜7；
乙：取pH試紙于玻璃片上，先用蒸餾水濕潤，再用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，測得pH＜7；
丙：取pH試紙直接浸入待測液中，測得pH＜7．
（1）以上三位同學中操作規(guī)范的是

 

，污水顯

 

（填寫“酸性”、“堿性”或“中性”）．
Ⅱ．利用中和反應(yīng)原理測定污水中污染物（假設(shè)污染物為硫酸）的質(zhì)量分數(shù)．甲、乙兩同學設(shè)計的方案如圖甲、乙所示：
（2）甲同學取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，酚酞呈紅色，于是得出“兩種物質(zhì)已恰好中和”的結(jié)論．你認為他的結(jié)論是否正確？

 

，理由是

 

．
（3）乙同學當觀察到溶液由紅色變成紫色現(xiàn)象時即認為兩者恰好完全反應(yīng)，發(fā)生的化學反應(yīng)方程式為

 

；若此時消耗NaOH溶液4g，則污水中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為

 

%．（寫出計算過程）
（4）實驗過程中，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

 

．
（5）丙同學利用連線在傳感器上的計算機隨機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=

 

，M點表示的含義是

 

，此時溶液中的溶質(zhì)是

 

．
（6）為了除去污水中的硫酸，你建議選用的原料是

 

（填寫序號）．
A．NaOH     B．Ca（OH）₂    C．CuO     D．Fe．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)pH值的正確測定方法來考慮，否則測得的結(jié)果會產(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)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水；紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性溶液中的顏色分析反應(yīng)的程度并通過化學方程式進行計算；
（4）根據(jù)實驗的注意事項分析玻璃棒的作用；
（5）根據(jù)坐標和稀硫酸與氫氧化鈉的反應(yīng)分析；
（6）根據(jù)酸的性質(zhì)及可操作性、經(jīng)濟性等分析；

解答：解：（1）測pH值的正確測定方法是：取pH試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測溶液沾在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標準比色卡比較，即可得到PH值，所以乙同學、丙同學操作都是錯誤的，用蒸餾水將pH試紙潤濕再測該酸性溶液PH值，結(jié)果會偏大；將pH試紙直接浸入溶液中會污染試劑；測得廢水的pH＜7，說明顯酸性；
（2）根據(jù)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，酚酞變紅色，說明此時的溶液顯堿性，是因為氫氧化鈉溶液過量；
（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?shù)渭託溲趸�鈉的過程中，當溶液由紅色變成紫色時恰好完全反應(yīng)；
設(shè)污水中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為x，
H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O
98     80
20gx  4g×0.04%
 

98

20gx

=

80

4g×0.04%

x=0.0098%
所以污水中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為0.0098%；
（4）為了防止氫氧化鈉過量，使反應(yīng)充分進行，實驗過程中，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；M點的pH=7，溶液呈現(xiàn)中性，說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)濟的角度考慮，氫氧化鈣最便宜，所以性質(zhì)B．；
故答案為：（1）甲；酸；
（2）不正確；氫氧化鈉溶液過量使酚酞試液變成紅色；
（3）H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；溶液由紅色變成紫色；0.0098%；
（4）防止氫氧化鈉過量，使反應(yīng)充分進行；
（5）a；恰好完全反應(yīng)；硫酸鈉；
（6）B．

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