Question

15．综合实践课时同学们对滨海某家印刷工厂排出的污水展开探究，以下是同学们的做法，请你参与其中，回答有关问题：
Ⅰ、首先用pH试纸（或pH计）检测污水的酸碱度，测得pH＞7．
Ⅱ、利用中和反应原理测定污水中污染物（设为烧碱）的质量分数．甲、乙两同学设计的方案分别如图1、图2所示：

（1）甲同学实验时向烧杯你滴加稀盐酸直至溶液颜色恰好变为无色为止，酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反应，防止盐酸过量；边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是使反应充分进行；甲同学在滴加稀盐酸一段时间后．发現溶液中有少量气泡产生这“异常現象”，请用化学方程式表示产生这一“异常现条“的原因CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O 2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O．
 （2）乙同学按图2反应后，取少量反应后溶液于试管中滴加酚酞试液，酚酞不变色，得出结论：两种物质恰好中和．你认为他的结论不正确（选填“正确“或“不正确“），理由是盐酸过量无色酚酞不变色，若乙同学欲证明白己的猜想正确，下列试剂可以选用的是ABD
A、紫色石蕊          B、镁条      C．AgNO₃溶液       D．碳酸钠
（3）丙同学在乙同学的方案基础上，利用了连线在传感器上的计算机，随机绘制出了溶液的pH随加入稀盐酸质量变化的曲线，结果如图3所示，计算该污水中烧碱的浓度是4%．若丙同学改用同浓度的稀硫酸代替盐酸来进行此反应，当滴加稀硫酸至18g时溶液中所含有的阴离子是SO₄^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ．通常用pH来表示溶液的酸碱性强弱程度．
Ⅱ．
（1）根据酚酞试液在碱性溶液为红色分析结论的正确性；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；根据实验的注意事项分析玻璃棒的作用；根据氢氧化钠与二氧化碳的反应写出氢氧化钠变质的方程式．
（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；

解答 解：
Ⅰ．通常用pH来表示溶液的酸碱性强弱程度；
Ⅱ．
（1）滴加稀盐酸直至溶液颜色恰好变为无色为止，酚酞溶液的作用是指示是否恰好完全反应，防止盐酸过量；边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是使反应充分进行；氢氧化钠变质的原因是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应，反应的方程式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．碳酸钠和盐酸反应，反应的方程式是：2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（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，酚酞不变色，因为盐酸过量无色酚酞也不变色；若乙同学欲证明白己的猜想正确，可以加紫色石蕊，如果不变色，证明恰好完全反应；加镁条 没有气泡，证明恰好完全反应；加碳酸钠没有气泡，证明恰好完全反应；加硝酸银，因为氯化钠和硝酸银反应，也能产生沉淀，故不能选；
（3）pH=7，说明恰好完全反应；
设该污水中烧碱的质量为x，稀盐酸中HCl的质量=14.6g×5%=0.73g
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
36.5  40
0.73g  x
$\frac{36.5}{0.73g}=\frac{40}{x}$
x=0.8g
所以污水中氢氧化钠的质量分数为$\frac{0.8g}{20g}×$100%=4%
滴加稀硫酸至18g时，pH小于7，溶液呈酸性，溶液中所含有的阴离子SO₄^2-
答案：
Ⅰ． pH试纸（或pH计）
Ⅱ．（1）指示是否恰好完全反应，防止盐酸过量       使反应充分进行
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O    2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O 
（2）不正确    盐酸过量无色酚酞不变色    ABD
（3）4%            SO₄^2-

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．