Question

甲、乙、丙三位同学为一家化工厂的污水设计排污方案，请你就他们的探究过程回答有关问题．
Ⅰ．首先用pH试纸检测污水的酸碱性．三位同学分别进行如下实验：
甲：取pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，测得pH＜7；
乙：取pH试纸于玻璃片上，先用蒸馏水湿润，再用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，测得pH＜7；
丙：取pH试纸直接浸入待测液中，测得pH＜7．
（1）以上三位同学中操作规范的是

 

，污水显

 

（填写“酸性”、“碱性”或“中性”）．
Ⅱ．利用中和反应原理测定污水中污染物（假设污染物为硫酸）的质量分数．甲、乙两同学设计的方案如图甲、乙所示：
（2）甲同学取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞试液，酚酞呈红色，于是得出“两种物质已恰好中和”的结论．你认为他的结论是否正确？

 

，理由是

 

．
（3）乙同学当观察到溶液由红色变成紫色现象时即认为两者恰好完全反应，发生的化学反应方程式为

 

；若此时消耗NaOH溶液4g，则污水中硫酸的质量分数为

 

%．（写出计算过程）
（4）实验过程中，NaOH溶液必须用胶头滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不断搅拌，目的是

 

．
（5）丙同学利用连线在传感器上的计算机随机绘制出了如图丙所示的溶液的pH随所加的NaOH溶液体积变化的曲线．从曲线上可知污水的pH=

 

，M点表示的含义是

 

，此时溶液中的溶质是

 

．
（6）为了除去污水中的硫酸，你建议选用的原料是

 

（填写序号）．
A．NaOH     B．Ca（OH）₂    C．CuO     D．Fe．

Answer 1

分析：（1）根据pH值的正确测定方法来考虑，否则测得的结果会产生误差；根据pH和溶液酸碱性的关系分析；
（2）根据酚酞试液在碱性溶液为红色分析结论的正确性；
（3）根据硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水；紫色石蕊试液在酸性、碱性、中性溶液中的颜色分析反应的程度并通过化学方程式进行计算；
（4）根据实验的注意事项分析玻璃棒的作用；
（5）根据坐标和稀硫酸与氢氧化钠的反应分析；
（6）根据酸的性质及可操作性、经济性等分析；

解答：解：（1）测pH值的正确测定方法是：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测溶液沾在pH试纸上，将试纸显示的颜色与标准比色卡比较，即可得到PH值，所以乙同学、丙同学操作都是错误的，用蒸馏水将pH试纸润湿再测该酸性溶液PH值，结果会偏大；将pH试纸直接浸入溶液中会污染试剂；测得废水的pH＜7，说明显酸性；
（2）根据取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞试液，酚酞变红色，说明此时的溶液显碱性，是因为氢氧化钠溶液过量；
（3）硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，石蕊试液在酸性废水中出现红色，当滴加氢氧化钠的过程中，当溶液由红色变成紫色时恰好完全反应；
设污水中H₂SO₄的质量分数为x，
H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O
98     80
20gx  4g×0.04%
 

98

20gx

=

80

4g×0.04%

x=0.0098%
所以污水中H₂SO₄的质量分数为0.0098%；
（4）为了防止氢氧化钠过量，使反应充分进行，实验过程中，NaOH溶液必须用胶头滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不断搅拌；
（5）从曲线上可知污水的pH=a，即曲线的起点；M点的pH=7，溶液呈现中性，说明酸碱恰好完全反应；稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水
（6）A．NaOH；B．Ca（OH）₂；C．CuO；D．Fe四种物质都能够和盐酸发生反应，但从经济的角度考虑，氢氧化钙最便宜，所以性质B．；
故答案为：（1）甲；酸；
（2）不正确；氢氧化钠溶液过量使酚酞试液变成红色；
（3）H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；溶液由红色变成紫色；0.0098%；
（4）防止氢氧化钠过量，使反应充分进行；
（5）a；恰好完全反应；硫酸钠；
（6）B．

点评：本题考查了酸碱度的测定方法的评价，酸碱性与pH的关系以及酸碱中和反应的运用等，综合性较强，但难度不大，关键还是熟练掌握溶液酸碱性、酸碱度测定的方法及酸碱中和反应的原理．