Question

2．在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶氢氧化钠溶液，让他们用2%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数．以下是两组同学的设想及做法：

（1）甲组同学的实验如图1所示：在烧杯中加入10g氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入2%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止．
①酚酞溶液的作用是判断反应是否恰好完成．
②边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是使反应物充分接触，完全反应．
③当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸7.3g，列式计算甲组使用的这瓶氢氧化钠溶液的溶质质量分数．
（2）乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入2%的稀盐酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法来达到实验目的．
①下列使用pH试纸的方法正确的是AC（填字母）．
A．将pH试纸剪成几段节约使用
B．将pH试纸直接插入待测液中
C．将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
D．将pH试纸润湿后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
②用pH试纸多次测定溶液pH过程中，每次使用玻璃棒蘸取溶液前，都必须进行清洗，擦净的预处理．
③由于用pH试纸需多次测定，较繁琐，且所测数值不够精确．在老师指导下，乙组同学取了10g氢氧化钠溶液进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象（简单表示为如图2）．则图2中a点表示的含义是恰好中和；b点溶液中含有的阴离子有OH^-（填离子符号）．
④乙组同学要计算出本组使用的这瓶氢氧化钠溶液的溶质质量分数，除了要用到已有数据外，还需要的数据是稀盐酸的密度．
⑤若乙组同学在测定过程中还同时使用了数字温度计，则在图2所示的过程中溶液的温度变化为先升后降．

Answer 1

分析 （1）①根据酚酞遇碱性溶液变红，可以用来检验酸碱是否发生中和反应；
②根据玻璃棒的作用分析回答；
③根据氢氧化钠与盐酸的反应，由盐酸溶质的质量求出氢氧化钠的质量，再求出氢氧化钠溶液中溶质的质量分数；
（2）①根据pH试纸使用方法分析判断；
②每次使用玻璃棒蘸取溶液前，需要清洗，擦净．
③根据溶液pH的变化图象的意义，分析a的含义、b点溶液中的阴离子；
④由盐酸的体积和密度可求出盐酸的质量．
⑤考虑中和反应放热．

解答 解：（1）①酚酞遇碱性溶液变红，酚酞溶液的作用是：判断反应是否恰好完成；
②在中和反应过程中，边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是：使反应物充分接触，完全反应；
③盐酸中溶质的质量为：7.3g×2%=0.146g
设氢氧化钠的质量为x
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
x    0.146g
则$\frac{40}{36.5}=\frac{x}{0.146g}$，解得：x=0.16g
甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为：$\frac{0.16g}{10g}×100%$=1.6%
（2）①A．将pH试纸剪成几段节约使用，方法正确；
B．将pH试纸直接插入待测液中，会污染试剂，方法错误；
C．将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，方法正确；
D．将pH试纸润湿后，测得碱液的pH偏小，方法错误；
故选AC．
②用pH试纸多次测定溶液pH过程中，每次使用玻璃棒蘸取溶液前，都必须进行清洗，擦净的预处理．
③由溶液pH的变化图象可知，在a点时，溶液的pH等于7，说明了氢氧化钠和盐酸恰好中和；在b点时，溶液呈碱性，氢氧化钠过量，所以溶液中的阴离子是：OH^-；
④要求氢氧化钠溶液的质量质量分数，须知盐酸的质量，由题中的条件可知，还需要的数据是稀盐酸的密度．
⑤因为中和反应放热，故若乙组同学在测定过程中还同时使用了数字温度计，则在图2所示的过程中溶液的温度变化为先升后降．
故答案为：
（1）①判断反应是否恰好完成．②使反应物充分接触，完全反应．③1.6%．
（2）①AC；②清洗，擦净；③恰好中和； OH^-；④稀盐酸的密度．⑤先升后降．

点评 本题是考查中和反应过程中溶液pH的变化情况的，我们要知道向酸中加碱和向碱中加酸时，溶液pH的变化趋向．明确不同指示剂的变色范围．