Question

17．小明向氫氧化鈉溶液中滴加了稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)沒有明顯現(xiàn)象．為了判斷兩者是否恰好完全反應，他取少量反應后的溶液加入試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，振蕩后觀察到酚酞試液不變色．
（1）根據(jù)上述現(xiàn)象，小明得出“兩種物質恰好完全反應”的結論．小白認為小明的結論是不合理的，其理由是無色酚酞遇到酸也是不變色．
（2）小白利用pH試紙測反應后溶液的pH，以確定兩者是否恰好完全反應．請你選用其它試劑再設計一個實驗，以驗證氫氧化鈉和鹽酸是否恰好完全反應（要求寫出選用的試劑、可能觀察到的現(xiàn)象和相應的結論）Na₂CO₃，如果出現(xiàn)氣泡那么鹽酸有多出溶液顯酸性，如果沒有出現(xiàn)氣泡則溶液顯中性．
（3）小白為了繼續(xù)探究“在氫氧化鈉與鹽酸反應的過程中，溶液的pH是如何變化的”這一問題，進行如下實驗：在一定量的氫氧化鈉溶液中逐漸滴加鹽酸，用pH試紙測定溶液的pH，記錄數(shù)據(jù)如下表：

鹽酸的體積/毫升	10	19.5	20	20.5	30	40
pH	12	11	7	3	2	1

圖中能合理表示該反應過程中pH變化的圖象是C．當鹽酸加至10mL時，此時溶液中的陰離子有Cl^-和OH^-

（4）在此類測定中，為了確切知道該中和反應剛好完全，應在待測溶液中先滴入幾滴酚酞試液，當看到溶液由紅色剛好變?yōu)闊o色時，則證明中和反應正好完成．
（5）若取用的氫氧化鈉溶液為40mL．稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為7.3%（兩溶液的密度均以1.0g/mL計），根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試計算：
①氫氧化鈉溶液的溶質質量分數(shù)
②恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）鹽酸也不會使酚酞變紅，所以可以據(jù)此解答該題；
（2）要驗證鹽酸和氫氧化鈉是否完全反應可以考慮它們的性質來進行驗證．
（3）根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸的pH來分析判斷．
（4）酚酞遇堿性溶液變紅，遇中性溶液不變色．
（5）寫出鹽酸和氫氧化鈉反應的化學方程式，根據(jù)已知的鹽酸的質量，求氫氧化鈉的質量和得反應后生成的氯化鈉的質量，進而求氫氧化鈉溶液的溶質質量分數(shù)和恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數(shù)．

解答 解：（1）向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，它們恰好完全反應時，溶液呈中性，但是不能僅僅通過酚酞不變色來判斷這兩種物質是恰好完全反應的，因為鹽酸也不能使酚酞變色，所以如果滴加的稀鹽酸是過量的，此時向反應后的溶液中滴加酚酞試液，溶液也不會變色；
（2）反應后的溶液加入試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，振蕩后觀察到酚酞試液不變色，說明氫氧化鈉可能是恰好完全反應，也可能是鹽酸剩余，因此可加入碳酸鈉，若鹽酸剩余會產(chǎn)生氣泡，若不剩余則不產(chǎn)生氣泡，就是恰好完全反應．
（3）氫氧化鈉溶液pH大于7，加入鹽酸pH不斷變小，當恰好完全反應時為7，當酸過量時小于7，最終無限接近于0，但并不能為0，由表格中數(shù)據(jù)可以看出，開始加入鹽酸，pH變化較小，當接近7時，加入少量鹽酸，pH就有較大變化，故D錯誤；故選C．當鹽酸加至10mL時，溶液的pH=12，氫氧化鈉過量，此時溶液中的陰離子有Cl^-和OH^-．
（4）恰好完全反應時，溶液呈中性，酚酞呈無色．
（5）與氫氧化鈉反應的鹽酸的質量為：20mL×1.0g/mL×7.3%=1.46g
設消耗氫氧化鈉的質量為x，生成氯化鈉的質量為y
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5     40     58.5
1.46g     x        y
$\frac{36.5}{1.46g}=\frac{40}{x}=\frac{58.5}{y}$
解得：x=1.6g，y=2.34g
氫氧化鈉溶液的質量為40mL×1.0g/mL=40g
氫氧化鈉溶液的溶質質量分數(shù)$\frac{1.6g}{40g}$×100%=4%
恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數(shù)$\frac{2.34g}{40g+20mL×1.0g/mL}$×100%=3.9%
故答案為：（1）無色酚酞遇到酸也是不變色．（2）Na₂CO₃，如果出現(xiàn)氣泡那么鹽酸有多出溶液顯酸性，如果沒有出現(xiàn)氣泡則溶液顯中性． （3）C；Cl^-和OH^-．（4）溶液由紅色剛好變?yōu)闊o色．（5）4%；3.9%

點評 中和反應的實質是氫離子和氫氧根離子結合成水的過程．酚酞試液不能指示溶液的酸性或中性．