Question

15．綜合實踐課時同學們對濱海某家印刷工廠排出的污水展開探究，以下是同學們的做法，請你參與其中，回答有關問題：
Ⅰ、首先用pH試紙（或pH計）檢測污水的酸堿度，測得pH＞7．
Ⅱ、利用中和反應原理測定污水中污染物（設為燒堿）的質(zhì)量分數(shù)．甲、乙兩同學設計的方案分別如圖1、圖2所示：

（1）甲同學實驗時向燒杯你滴加稀鹽酸直至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止，酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反應，防止鹽酸過量；邊滴加稀鹽酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使反應充分進行；甲同學在滴加稀鹽酸一段時間后．發(fā)現(xiàn)溶液中有少量氣泡產(chǎn)生這“異�，F(xiàn)象”，請用化學方程式表示產(chǎn)生這一“異�，F(xiàn)條“的原因CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O 2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O．
 （2）乙同學按圖2反應后，取少量反應后溶液于試管中滴加酚酞試液，酚酞不變色，得出結(jié)論：兩種物質(zhì)恰好中和．你認為他的結(jié)論不正確（選填“正確“或“不正確“），理由是鹽酸過量無色酚酞不變色，若乙同學欲證明白己的猜想正確，下列試劑可以選用的是ABD
A、紫色石蕊          B、鎂條      C．AgNO₃溶液       D．碳酸鈉
（3）丙同學在乙同學的方案基礎上，利用了連線在傳感器上的計算機，隨機繪制出了溶液的pH隨加入稀鹽酸質(zhì)量變化的曲線，結(jié)果如圖3所示，計算該污水中燒堿的濃度是4%．若丙同學改用同濃度的稀硫酸代替鹽酸來進行此反應，當?shù)渭酉×蛩嶂?8g時溶液中所含有的陰離子是SO₄^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ．通常用pH來表示溶液的酸堿性強弱程度．
Ⅱ．
（1）根據(jù)酚酞試液在堿性溶液為紅色分析結(jié)論的正確性；根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水；紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性溶液中的顏色分析反應的程度并通過化學方程式進行計算；根據(jù)實驗的注意事項分析玻璃棒的作用；根據(jù)氫氧化鈉與二氧化碳的反應寫出氫氧化鈉變質(zhì)的方程式．
（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)氫氧化鈉與鹽酸的反應，由鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量求出氫氧化鈉的質(zhì)量，再求出氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)；

解答 解：
Ⅰ．通常用pH來表示溶液的酸堿性強弱程度；
Ⅱ．
（1）滴加稀鹽酸直至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止，酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反應，防止鹽酸過量；邊滴加稀鹽酸，邊要用玻璃棒不斷攪拌的目的是使反應充分進行；氫氧化鈉變質(zhì)的原因是氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應，反應的方程式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．碳酸鈉和鹽酸反應，反應的方程式是：2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（2）根據(jù)取少量反應后的溶液于試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，酚酞不變色，因為鹽酸過量無色酚酞也不變色；若乙同學欲證明白己的猜想正確，可以加紫色石蕊，如果不變色，證明恰好完全反應；加鎂條 沒有氣泡，證明恰好完全反應；加碳酸鈉沒有氣泡，證明恰好完全反應；加硝酸銀，因為氯化鈉和硝酸銀反應，也能產(chǎn)生沉淀，故不能選；
（3）pH=7，說明恰好完全反應；
設該污水中燒堿的質(zhì)量為x，稀鹽酸中HCl的質(zhì)量=14.6g×5%=0.73g
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.73g  x
$\frac{36.5}{0.73g}=\frac{40}{x}$
x=0.8g
所以污水中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.8g}{20g}×$100%=4%
滴加稀硫酸至18g時，pH小于7，溶液呈酸性，溶液中所含有的陰離子SO₄^2-
答案：
Ⅰ． pH試紙（或pH計）
Ⅱ．（1）指示是否恰好完全反應，防止鹽酸過量       使反應充分進行
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O    2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O 
（2）不正確    鹽酸過量無色酚酞不變色    ABD
（3）4%            SO₄^2-

點評 本題考查了酸堿度的測定方法的評價，酸堿性與pH的關系以及酸堿中和反應的運用等，綜合性較強，但難度不大，關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的原理．