Question

如圖所示，某興趣小組同學在進行酸堿中和反應的實驗時，向燒杯中的氫氧化鈉溶液滴加稀硫酸，一會兒發現由于忘記了滴加酚酞指示劑，因而無法確定稀硫酸與氫氧化鈉是否恰好完全反應．
小麗說：溶質只有硫酸鈉；
聰聰說：溶質除了硫酸鈉還有稀硫酸；你想了想，覺得還有另外一種可能：除了硫酸鈉還有

 

．
為了證明大家的猜想，小麗從燒杯中取出少量反應后的溶液于一支試管中，并向試管中滴加幾滴無色酚酞試液，振蕩，觀察到酚酞試液不變色．于是小麗和聰聰說你的猜想是不正確．
（1）你認為他倆得出的結論是否正確

 

，理由是

 

；
（2）為了進一步探究小麗和聰聰的猜想哪個正確，需要你們設計另一個實驗，填寫下表：

實驗方法	可能觀察到的現象	結論

（3）關于實驗中的細節和意外情況：
①實驗中，常常滴加酚酞溶液而不用石蕊溶液的原因

 

．
②實驗過程中，要用玻璃棒不斷攪拌，這樣做的目的是

 

．
③你們在實驗過程中意外發現有氣泡出現，你認為可能的原因是

 

（用化學方程式表示）．
（4）為了繼續了解氫氧化鈉變質的情況，稱取4g氫氧化鈉固體于燒杯中，滴加溶質的質量分數為10%的稀硫酸到不再產生氣泡為止，共收集到1.1g二氧化碳，請計算樣品中氫氧化鈉的質量分數．

Answer 1

分析：根據氫氧化鈉和硫酸都有過量的可能或者兩者恰好完全反應進行分析猜想；
（1）根據堿會使酚酞變色進行分析；
（2）根據酸會與碳酸鹽反應生成二氧化碳氣體進行設計實驗；
（3）①根據石蕊的變色是從藍色向紫色變化，不便于觀察進行分析；②根據攪拌可以使溶液充分混合反應進行分析；③根據氫氧化鈉變質的原因及其檢驗變質的方法分析；
（4）利用碳酸鈉和硫酸反應的化學方程式，根據生成二氧化碳的質量求出混合物中碳酸鈉的質量，再根據碳酸鈉質量求出混合物中氫氧化鈉的質量，最后根據純度公式求出混合物中氫氧化鈉的質量分數．

解答：解：氫氧化鈉和硫酸在發生中和反應時，氫氧化鈉和硫酸都有過量的可能或者兩者恰好完全反應，故答案為：氫氧化鈉；
（1）氫氧化鈉如果存在，加入酚酞，就會變成紅色，但是該溶液加入酚酞不變色，說明了沒有氫氧化鈉，故答案為：正確；溶液不變色說明沒有氫氧化鈉；
（2）硫酸會與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，可以加入碳酸鈉檢驗硫酸的存在，故答案為：取溶液于試管中，滴加碳酸鈉溶液，如果有氣泡產生，說明有稀硫酸，聰聰正確．（或：如果沒氣泡，說明沒有稀硫酸，小麗正確）；
（3）①加入石蕊作指示劑，石蕊遇堿變藍色，遇中性溶液不變色，恰好中和時顏色從藍色變成紫色，不容易觀察，故答案為：溶液由藍色過渡到紫色，顏色界限不明顯，所以用酚酞溶液；
②攪拌可以使溶液充分接觸，加快反應，故答案為：使氫氧化鈉與硫酸充分反應．③氫氧化鈉暴露在空氣中容易吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉而變質，變質后生成的碳酸鈉會和加入的硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳
故答案為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+C0₂↑；
故答案為：氫氧化鈉；
（1）正確；溶液不變色說明沒有氫氧化鈉；
（2）取溶液于試管中，滴加碳酸鈉溶液；如果有氣泡產生，說明有稀硫酸，聰聰正確（或：如果沒氣泡，說明沒有稀硫酸，小麗正確）；
（3）①溶液由藍色過度到紫色，顏色界限不明顯，所以用酚酞溶液；
②使氫氧化鈉與硫酸充分反應；
③2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+C0₂↑；
（4）解：設碳酸鈉的質量為X
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+C0₂↑
106                    44
 X                    1.1g

106

x

=

44

1.1g

X=2.65g

4g-2.65g

4g

×100%=33.75%
答：氫氧化鈉的質量分數為33.75%

點評：本題屬于中和反應的探究，在解此類題時，首先應用學過的知識，完成題中的猜想，然后再根據酸、堿、鹽的性質和指示劑的變化情況解答．