Question

5．化学调研小组的同学用氢氧化钠和稀盐酸探究中和反应，请你参与以下探究：
（1）甲组同学取少量的氢氧化钠溶液于烧杯中，用酸度计测得该溶液的pH＞（选填“＜”、“＞”或“=”）7，同时插入一支温度计，测量溶液的温度（如图所示）．用胶头滴管吸取稀盐酸，逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，边滴加边搅拌．此时可观察到的现象是：酸度计上显示的数据逐渐减少（选填“增大”、“减少”或“不变”，下同），温度计上显示的数据逐渐增大．由此可知，酸和碱的中和反应属于放热（选填“吸热”或“放热”）反应．
（2）乙组的同学改用固体氢氧化钠与稀盐酸反应来探究中和反应中能量的变化情况，你认为该方案合不合理，理由是不合理，氢氧化钠固体溶于水时也放热．
（3）丙组同学用另外一瓶氢氧化钠溶液进行实验时，当往烧杯中滴加稀盐酸时，发现有少量的气泡冒出，小组同学讨论后一致认为其原因可能是氢氧化钠溶液已经变质，为了除去氢氧化钠溶液中变质产生的碳酸钠，你认为可选用下列物质中的B（填序号）．
A．稀盐酸        B．氢氧化钙溶液        C．氯化钙溶液        D．氯化钠溶液
（4）丁组同学借助酚酞试液来判断氢氧化钠溶液与稀盐酸发生中和反应时，向烧杯中的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记了滴加酚酞试液．为了确定盐酸与氢氧化钠是否恰好完全反应，小组的同学从烧杯中取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色．于是他们得出了“两种物质已恰好完全中和”的结论．你认为他们得出的结论是否正确？理由是：否，当盐酸过量时，酚酞也不变色．
请你帮助该小组同学设计一个实验，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和，填写下表：

实验方法	可能观察到的现象	结论

（5）实验室现有一瓶久置的20%的氢氧化钠溶液100g．某同学取该溶液的1/10于锥形瓶中，滴加1-2滴酚酞试液，然后滴入稀盐酸，边加边振荡．当反应恰好完全时，用去稀盐酸的体积为17.40mL．已知：常温下，所用稀盐酸的密度为1.05g/cm³．
计算所用稀盐酸的溶质质量分数．（计算结果精确到1%）

Answer 1

分析 （1）根据物质的酸碱性判断氢氧化钠溶液呈碱性，其PH＞7，氢氧化钠溶液与盐酸反应的过程中，氢氧化钠的量减少，溶液碱性减弱，故酸度计的PH逐渐减小，由温度计的变化，可判断该反应属于放热反应．
（2）根据课本知识判断方案二不合理，因为固体氢氧化钠在溶于水的过程中也放热
（3）根据实验现象可推断少量气泡为CO₂，便可找出氢氧化钠变质的原因：NaOH吸收了空气中CO₂，进而提出氢氧化钠的保存方法，以及出去氢氧化钠溶液中的杂质的方法．
（4）首先判断该实验的推论不正确，并找出理由，进而提出可行的实验方案，以及实验现象、结论．
（5）根据化学方程式进行分析解答．

解答 解：（1）氢氧化钠溶液是碱性溶液，PH＞7，随着稀盐酸的滴入，溶液的碱性逐渐的减弱，PH值也逐渐的减小，而且所有的中和反应都是放热的，故答案为：＞，减少，增大，放热；
（2）由于氢氧化钠固体溶于水时也放热，因此不能用氢氧化钠固体和稀盐酸反应来探究反应是否放热，故答案为：不合理，氢氧化钠固体溶于水时也放热；
（3）由于氢氧化钠能够和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应能生成二氧化碳气体，因此氢氧化钠应密封保存，若要除去氢氧化钠中的碳酸钠，不能生成新的物质而且也不能和氢氧化钠反应，而稀盐酸能和氢氧化钠溶液反应，氯化钙溶液能和碳酸钠反应生成氯化钠，
故答案为：B；
（4）由于酚酞遇到酸性或中性溶液都不变色，因此酚酞呈无色时并能说明溶液呈中性，探究两物质是否恰好完全反应，只要证明盐酸是否存在即可．
故答案为：否，当盐酸过量时，酚酞也不变色；

实验方法	可能看到的现象	结论
取所得溶液少许，加入一枚铁钉	铁钉表面有气泡生成（或无明显现象）	两溶液没有恰好完全反应（两溶液恰好完全反应）

（5）根据题意不难知道参与反应的氢氧化钠的质量是2克，根据氢氧化钠的质量就可求出氯化氢的质量．
故答案为：
解：设与氢氧化钠反应的氯化氢的质量为x．
     NaOH+HCl=NaCl+H₂O
     40       36.5
100g×20%  x
$\frac{40}{36.5}=\frac{100g×20%}{x}$
x=1.825g
故稀盐酸中溶质的质量分数为：$\frac{1.825g}{17.4mL×1.05g/mL}$×100%≈10%
答：所用稀盐酸的溶质质量分数约为10%．

点评 主要考查了中和反应的有关知识，及根据化学方程式的计算，培养学生的解题能力．