Question

【题目】在研究酸和碱的化学性质时，某同学发现稀H2SO4与NaOH溶液混合后无明显现象产生，于是设计并完成了如下实验方案。

方案一:测定稀H2SO4与NaOH溶液混合前后的pH.

（1）用pH试纸测定NaOH溶液的pH,测得pH___________7 (选填“大于”、“等于”或“小于”)；

（2）将定量的稀H2SO4加入该NaOH溶液中，混合均匀后测定其pH, pH=7。

方案二：向盛有NaOH溶液的烧杯中先滴加酚酞试液，后滴加稀硫酸，观察到溶液由红色变成无色。

结论:稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应；

在上述实验中需要用到溶质质量分数为10%的稀硫酸，现用20g溶质质量分数为98%的浓硫酸进行稀释，则需要增加水的质量为________g, 若实验过程中量水时仰视读数，则会造成所得溶液溶质质量分数_____(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)

（3）甲酸(HCOOH)是一种具有挥发性的酸， 甲酸在热的浓硫酸中会分解生成两种氧化物;CO和H2O。如图是制取CO,用CO还原氧化铁并检验气体产物，同时收集尾气中的CO的实验装置。

①写出E装置玻璃管内发生反应的化学方程式______。

②若没有B装置，则不能达到检验气体产物的目的，原因是_____。

③E装置可起到收集CO的作用，实验结束时，E中有部分溶液进入到F烧杯中，请设计实验证明该溶液溶质的成分中含有NaOH，写出实验步骤、现象和结论__。

（4）某特种钢村需要用富铁矿石(含铁量高于50%)来冶炼。研学实践小组为测出某地赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)中的含铁量，进行实验:取20g赤铁矿石样品,逐渐加入稀盐酸，充分反应。实验相关数据如图所示(假设杂质不溶于水，也不与酸反应)。请计算:

①20g赤铁矿石样品中氧化铁的质量_____。

②计算该样品中铁元素的质量分数，由此判断该赤铁矿石是否属于富铁矿石_____。

③实验中所用稀盐酸溶质的质量分数_____。

Answer 1

【答案】大于 176 偏小 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 甲酸具有挥发性，若没有B装置，甲酸先和D装置中石灰水反应，D中石灰水可能不会变浑浊，无法检验C装置生成的二氧化碳 实验步骤：取适量F烧杯中液体于试管中，加入足量的氯化钙溶液；取上层清液加酚酞；实验现象：有白色沉淀产生；滴入酚酞的上层清液变红色；实验结论：说明原试管的溶液中含有氢氧化钠。 16g 样品中铁元素的质量分数为56%，属于富铁矿石。 14.6%

【解析】

（1）NaOH属于碱，其水溶液显碱性，所以其pH 大于7；故填：大于。

（2）在上述实验中需要用到溶质质量分数为10%的稀硫酸，现用20g溶质质量分数为98%的浓硫酸进行稀释，则需要增加水的质量为：20g×98%÷10%20g＝176g；若实验过程中量水时仰视读数，导致量取水的体积偏大，则会造成所得溶液溶质质量分数偏小。故填：176；偏小。

（3）①E装置玻璃管内二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。

②B装置的作用是除去甲酸，因为甲酸是一种具有挥发性的酸，在反应过程中会挥发出来，若不除去会和后面D装置中石灰水反应，D中石灰水可能不会变浑浊，无法检验C装置生成的二氧化碳；故填：甲酸具有挥发性，若没有B装置，甲酸先和D装置中石灰水反应，D中石灰水可能不会变浑浊，无法检验C装置生成的二氧化碳。

③E中的氢氧化钠与C中反应生成的二氧化碳反应会生成碳酸钠，检验氢氧化钠一般利用它能使酚酞变红的性质，但是必须排除掉碳酸钠对它的干扰，因为碳酸钠也显碱性也能使酚酞变红，因此可以取适量F烧杯中液体于试管中，加入足量的氯化钙溶液；取上层清液加酚酞；实验现象：有白色沉淀产生；滴入酚酞的上层清液变红色；实验结论：说明原试管的溶液中含有氢氧化钠。故填：取适量F烧杯中液体于试管中，加入足量的氯化钙溶液；取上层清液加酚酞；实验现象：有白色沉淀产生；滴入酚酞的上层清液变红色；实验结论：说明原试管的溶液中含有氢氧化钠。

（4）①根据质量守恒定律可知：20g 赤铁矿石样品中氧化铁的质量：20g4g＝16g，故填：16g。

②氧化铁中铁元素质量：，样品中铁元素的质量分数：，由此判断该赤铁矿石属于富铁矿石。故填：样品中铁元素的质量分数为56%，属于富铁矿石。

③设稀盐酸质量分数为x。

x=14.6%

答：实验中所用稀盐酸溶质的质量分数是14.6%。