Question

【題目】在研究酸和堿的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，同學(xué)發(fā)現(xiàn)稀 H2SO4 與 NaOH溶液混合后無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生，于是設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)方案

方案一：測定稀H2SO4與NaOH溶液混合前后的pH。

（1）將pH試紙伸入某 NaOH溶液中測定NaOH溶液的 pH，測得 pH_____7（選填“大于”“等于”或“小于”）；

（2）將一定量的稀 H2SO4加入該 NaOH溶液中，混合均勻后測定其 pH，pH=7

方案二：向盛有 NaOH溶液的燒杯中先滴加酚酞試液，后滴加稀硫酸，觀察到溶液由紅色變成無色

結(jié)論：稀 H2SO4與 NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____；上述實(shí)驗(yàn)操作中錯(cuò)誤的是_____

（3）甲酸（HCOOH）是一種具有揮發(fā)性的酸，甲酸在熱的濃硫酸中會(huì)分解生成兩種氧化物：CO和_____（寫化學(xué)式）如圖是制取CO，用CO還原氧化鐵并檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物，同時(shí)收集尾氣中的CO的實(shí)驗(yàn)裝置

①寫出C裝置內(nèi)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____

②若沒有B裝置，則不能達(dá)到檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物的目的，原因是什么_____？

③E裝置可起到收集 CO的作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，E中有部分溶液進(jìn)入到F燒杯中，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該溶液溶質(zhì)的成分中含有NaOH，寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論_____

（4）工業(yè)上冶煉 150噸含雜質(zhì)為 2%的生鐵，需要含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石多少噸___？

Answer 1

【答案】大于 2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O 不能將pH試紙伸入某 NaOH溶液中測定NaOH溶液的 pH，會(huì)污染溶液； H2O Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 甲酸（HCOOH）是一種具有揮發(fā)性的酸，若沒有B裝置，甲酸先和D裝置中石灰水反應(yīng)，D中石灰水可能不會(huì)變渾濁，無法檢驗(yàn)C裝置生成的二氧化碳。 實(shí)驗(yàn)步驟：取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞;

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀產(chǎn)生；（碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生氯化鈉和碳酸鈣白色沉淀；）滴入酚酞的上層清液變紅色；（酚酞遇堿性溶液變紅）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。 262.5

【解析】

方案一：（1）將pH試紙伸入某 NaOH溶液中測定NaOH溶液的 pH，氫氧化鈉顯堿性，測得 pH大于7；

（2）將一定量的稀 H2SO4加入該 NaOH溶液中，混合均勻后測定其 pH，pH=7

方案二：向盛有 NaOH溶液的燒杯中先滴加酚酞試液，后滴加稀硫酸，觀察到溶液由紅色變成無色

結(jié)論：稀 H2SO4與 NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈉和水的化學(xué)方程式為：2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O；上述實(shí)驗(yàn)操作中錯(cuò)誤的是：不能將pH試紙伸入某 NaOH溶液中測定NaOH溶液的 pH，會(huì)污染溶液；應(yīng)該用干燥、結(jié)晶的玻璃棒蘸取待測液，滴在pH試紙上，產(chǎn)出顏色變化，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比；

（3）甲酸（HCOOH）是一種具有揮發(fā)性的酸，甲酸在熱的濃硫酸中會(huì)分解生成兩種氧化物：該反應(yīng)中甲酸含有碳、氫、氧三種元素，根據(jù)化學(xué)變化中元素守恒，應(yīng)是CO和H2O

①C裝置內(nèi)玻璃管中一氧化碳高溫條件下與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生鐵和二氧化碳的化學(xué)方程式：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2；

②若沒有B裝置中的氫氧化鈉溶液，則不能達(dá)到檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物的目的，原因是：甲酸（HCOOH）是一種具有揮發(fā)性的酸，若沒有B裝置，甲酸先和D裝置中石灰水反應(yīng)，D中石灰水可能不會(huì)變渾濁，無法檢驗(yàn)C裝置生成的二氧化碳。

③E裝置中可起到收集 CO的作用，同時(shí)能吸收二氧化碳?xì)怏w，（二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈉溶液）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，E中有部分溶液進(jìn)入到F燒杯中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該溶液溶質(zhì)的成分中含有NaOH；

實(shí)驗(yàn)步驟：取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞;

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：白色沉淀產(chǎn)生；（碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生氯化鈉和碳酸鈣白色沉淀；）滴入酚酞的上層清液變紅色；（酚酞遇堿性溶液變紅）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉；

（4）解：設(shè)需要需要含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石x。

x=262.5t。

需要含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石262.5t。