Question

某興趣小組同學為證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了中和反應，從不同角度設計了如下實驗方案，并進行實驗。
方案一：先用pH試紙測定NaOH溶液的pH，再滴加鹽酸，并不斷振蕩溶液，同時測定混合溶液的pH，如果測得的pH逐漸變小且小于7，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應。
(1)用pH試紙測定溶液的pH時，正確的操作是：                                  
                                                                 。
(2)簡述強調“測得的pH小于7”的理由：                                 。
方案二：先在NaOH溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液顯紅色，然后再滴加鹽酸，可觀察到紅色逐漸消失，則證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應。
該組同學在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液時，發現了一個意外現象：氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液，溶液變成了紅色，過了一會兒紅色就消失了。該小組對這種意外現象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液與空氣中的氧氣反應，使紅色消失；
②可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應，使紅色消失。
(1)為驗證猜想①，該組同學做了如下實驗：將配制的氫氧化鈉溶液加熱，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷卻后的溶液中滴入酚酞溶液。實驗中“加熱”和“滴入植物油”目的是                         。實驗結果表明酚酞溶液紅色消失與空氣中的氧氣無關。
(2)為驗證猜想②，該組同學做了如下實驗：取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，發現溶液也呈現紅色，由此可得出以下兩點結論：
結論1：說明Na₂CO₃溶液呈          性；
結論2：說明酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無關。
(3)該小組同學通過查閱資料得知：當氫氧化鈉溶液濃度很大時，就會出現上述意外現象。請設計實驗證明該方案中取用的NaOH溶液濃度過大：①實驗方法                                                    
                                     ，②觀察到的現象                       。
方案三：化學反應中通常伴隨有能量的變化，可借助反應前后的溫度變化來判斷反應的發生。如果NaOH溶液與稀鹽酸混合前后溫度有變化，則證明發生了化學反應。
該組同學將不同濃度的鹽酸和NaOH溶液各10 mL混合，用溫度計測定室溫下混合前后溫度的變化，并記錄了每次混合前后溫度的升高值△t（如下表）。

編號	鹽酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65﹪	2.00﹪	3.5
2	3.65﹪	4.00﹪	x
3	7.30﹪	8.00﹪	14

(1)表中x =       。
(2)某同學在沒使用溫度計的情況下，通過右圖所示裝置完成了實驗。則該同學根據                                          
判斷NaOH溶液與稀鹽酸發生了中和反應。

⑶關于實驗中的細節和意外情況：
①實驗中，稀鹽酸必須用膠頭滴管逐滴滴加，這樣做的目的是                        。
②實驗過程中，要用玻璃棒不斷攪拌，這樣做的目的是                             。
③在實驗過程中意外發現有氣泡出現，你認為原因是                        。
④發現盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現了白色粉末。他們依據所學的化學知識，對這種白色粉末的成分作了如下猜想：① 可能是NaOH；你認為：② 可能是__________； ③ 可能是_________________________。
⑷為了進一步研究實驗中出現的問題，取了13.3g氫氧化鈉固體樣品加適量的水配成溶液，
向其中加入200g10%的稀鹽酸，使其充分反應，生成二氧化碳2.2g。求：
⑴樣品中氫氧化鈉的質量；
⑵和氫氧化鈉反應的鹽酸的質量；
⑶在右圖中畫出以縱坐標表示二氧化碳質量，橫坐標表示鹽酸的質量的關系圖。
（已知Na₂CO₃ +2HCl ="==" 2NaCl + H₂O+CO₂↑）

Answer 1

方案一： (1)將PH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液滴在試紙上，將試紙顏色與比色卡對照讀出pH。（2分）
(2) 排除因稀釋而使溶液pH減小的因素  。
方案二：(1)    除氧和隔氧         。(2)      堿     ；
(3) 取上述溶液加水稀釋后，再滴加無色酚酞 ，② 溶液呈紅色不消失 。
方案三： (1)   7    。(2)U型管中液面左低右高
⑶ ① 防止稀鹽酸過量       ② 使反應充分   
③ 氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉
④Na₂CO₃     NaOH與Na₂CO₃的混合物
⑷①8g；② 73g；
③

解析試題分析：方案一：(1)用pH試紙測定溶液的pH時，正確的操作是：將PH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液滴在試紙上，將試紙顏色與比色卡對照讀出pH。
(2)向氫氧化鈉溶液中加入稀鹽酸，發生了中和反應，化學方程式為：NaOH+HCl=NaCl+，隨著反應的進行，氫氧化鈉逐漸被消耗掉，鹽酸逐漸過量，生成的氯化鈉和水都呈中性，故最終溶液呈酸性，PH小于7。
方案二：(1)實驗中“加熱”和“滴入植物油”目的是除去溶液中的氧氣和隔覺空氣中的氧氣。
(2)取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，發現溶液也呈現紅色，由此可得出以下兩點結論：結論1：說明Na₂CO₃溶液呈堿性；
結論2：說明酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無關。
(3)當氫氧化鈉溶液濃度很大時，就會出現上述意外現象。為了證明該方案中取用的NaOH溶液濃度過大：①實驗方法取上述溶液加水稀釋后，再滴加無色酚酞 ，②觀察到的現象是溶液呈紅色不消失，說明的確是因為氫氧化鈉溶液濃度過大所致。
方案三：(1)由表中數據規律可知，當鹽酸或者氫氧化鈉濃度增大一倍時，溶液溫度升高3. 5℃，表中x=7；
(2)①實驗中，稀鹽酸必須用膠頭滴管逐滴滴加，這樣做的目的是防止稀鹽酸過量。
②實驗過程中，要用玻璃棒不斷攪拌，這樣做的目的是使反應充分進行。
③在實驗過程中意外發現有氣泡出現，原因是氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉。
④發現盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現了白色粉末。則該粉末可能是NaOH、Na₂CO₃、NaOH與Na₂CO₃的混合物。
⑷解：①設固體樣品中碳酸鈉的質量為x，跟碳酸鈉反應的鹽酸的質量為y
Na₂CO₃ +2HCl ="==" 2NaCl + H₂O+CO₂↑  
106    73                  44
x    y×10%               2.2g
106：x=73：（y×10%）=44：2.2g    
x=5.3g        y=36.5g        
NaOH的質量為：13.3g-5.3g=8g
答：NaOH的質量為8g。
②設和氫氧化鈉反應的鹽酸的質量為z
NaOH+ HCl ="==" NaCl + H₂O       
40   36.5
8g   z ×10%     
40：36.5=8g：（z×10%）
z=73g
答：和氫氧化鈉反應的鹽酸的質量為73g。
③二氧化碳與鹽酸的質量的關系圖為：

考點：實驗設計與探究；溶液的PH；酸堿指示劑；根據化學方程式計算；化學反應中的質量關系圖。
點評：本題考查的知識點很多，涉及的內容很多，篇幅較長，做起來難度很大，同學們要耐心讀完題目，理解題意，這對解答此類題目很重要。根據化學方程式計算，要注意解題的步驟，設、寫、找、列、解、答。