题目内容

9．酸与碱发生中和反应，其实质是酸溶液中大量自由移动的H+和碱溶液中大量自由移动的OH-结合生成水分子的过程．请根据以下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验，回答问题．
【实验一】用酚酞试液
（1）向一试管中倒入约2mL稀氢氧化钠溶液，滴加3滴酚酞试液，振荡，再逐滴滴入稀盐酸，边滴边振荡，直至溶液刚好变为无色为止，说明它们之间发生了中和反应．
【实验二】用温度计
（2）向一烧杯中加入一定量的稀氢氧化钠济液，再逐滴匀速加入稀盐酸，并用数字化仪器对反应过程中溶液的温度实时测定，得到的曲线如图1．
  ①约0-50s温度上升是因为中和反应放热，50s后溶液温度下降的原因是反应结束后热量散失，过量的稀盐酸起到冷却作用．
②不能用氢氧化钠固体与稀盐酸反应测定中和反应放热的原因是氢氧化钠固体溶解于水时会放热．

【实验三】用pH计
（3）向一锥形瓶中加入20g质量分数为4.00%的稀氢氧化钠溶液，再逐滴匀速加入一定质量分数的稀盐酸，并用数字化仪器对反应过程中溶液的pH测定，得到的曲线如图2．列式计算：
①所取稀盐酸的质量分数为多少？（精确到0.0l%，下同）
②当恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数为多少？

分析 （1）根据指示剂的变色情况分析．
（2）根据由于反应已经终止，热量扩散分析；氢氧化钠固体溶于水会放热；
（3）观察图示，由所滴加的稀盐酸的质量与溶液的pH变化的函数关系图，在加入20g稀盐酸所得溶液pH=7时，盐酸与氢氧化钠恰好反应；根据反应的化学方程式，由消耗氢氧化钠的质量计算所加稀盐酸中氯化氢的质量，生成的氯化钠的质量，由溶质质量分数计算公式求出稀盐酸溶质的质量分数和所得溶液中氯化钠的质量分数．

解答 解：（1）酚酞遇碱变红，在中性和酸性环境中为无色，故往氢氧化钠溶液中滴入几滴无色酚酞，看到溶液呈红色，再逐滴滴入稀盐酸，边滴边振荡，至恰好完全反应时，溶液呈无色．
（2）①50s后反应结束后热量散失，以及过量的稀盐酸起到冷却作用，溶液温度下降；
②由于氢氧化钠固体溶解于水时会放热，无法判断中和反应是否放热；
（3）设氯化氢的质量为x，生成氯化钠的质量为y，则有
   NaOH+HCl=NaCl+H2O
   40       36.5   58.5
20g×4.00%  x      y
$\frac{40}{20g×4.00%}=\frac{36.5}{x}=\frac{58.5}{y}$
x=0.73g，y=1.17g
①所取稀盐酸的质量分数为$\frac{0.73g}{20g}×100%$=3.65%，
②当恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数为$\frac{1.17g}{20g+20g}×100%$=2.93%．
故答案为：（1）无；
（2）①反应结束后热量散失，过量的稀盐酸起到冷却作用；
②氢氧化钠固体溶解于水时会放热；
（3）①3.65%； ②2.93%．

点评 此题是一道中和考查中和反应的题目，结合图象的计算题，计算时找到pH=7的恰好反应点，并利用化学方程式的计算进行解决是解题的突破口．

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