Question

如圖1是某班同學驗證質(zhì)量守恒定律的實驗．
（1）小明用如圖1所示裝置進行實驗．反應前稱得左盤內(nèi)裝置及物質(zhì)總質(zhì)量為

 

g，然后注入稀鹽酸，充分反應至中性，能證明質(zhì)量守恒定律的現(xiàn)象是

 

；
上述實驗向氫氧化鈉溶液中滴加酚酞的目的是

 

（2）小明用微觀示意圖來說明上述反應的發(fā)生，從圖2可以看出，反應前后沒有發(fā)生變化的微觀粒子有哪些

 

？
（3）小明在實驗過程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，請你用化學方程式說明原因

 

．
（4）若上述反應稀鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全中和，將該實驗中的鹽酸換成等質(zhì)量且等質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸，反應后得到溶液的pH是

 

7．（填“大于”“小于”“等于”）
（5）把一定量的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中，使二氧化碳恰好完全反應．測得反應后碳酸鈉溶液的質(zhì)量為66.6g，若把溶液蒸干可得到15.9g純凈的碳酸鈉固體．求氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

考點：質(zhì)量守恒定律及其應用,有關溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,中和反應及其應用,溶液的酸堿性與pH值的關系,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與化學方程式相結合的計算,化學用語和質(zhì)量守恒定律,常見的酸 酸的通性

分析：（1）化學反應遵循質(zhì)量守恒定律；
氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色，滴加稀鹽酸時，氫氧化鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水，氯化鈉溶液顯中性，稀鹽酸顯酸性，都不能使酚酞試液變色；
（2）氫氧化鈉和稀鹽酸反應屬于中和反應，其實質(zhì)是氫離子和氫氧根離子結合生成水；
（3）氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳，并且氫氧化鈉能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；
（4）根據(jù)反應的化學方程式及其反應物、生成物之間的質(zhì)量比，可以判斷溶液的酸堿性；
（5）根據(jù)碳酸鈉的質(zhì)量可以計算氫氧化鈉的質(zhì)量和二氧化碳的質(zhì)量，進一步可以計算氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）反應前稱得左盤內(nèi)裝置及物質(zhì)總質(zhì)量為：50g+20g+3.2g=73.2g；
 充分反應至中性，能證明質(zhì)量守恒定律的現(xiàn)象是托盤天平仍然平衡；
上述實驗向氫氧化鈉溶液中滴加酚酞的目的是驗證氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生了化學反應．
故填：73.2；托盤天平仍然平衡；驗證氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生了化學反應．
（2）從圖2可以看出，反應前后沒有發(fā)生變化的微觀粒子是Cl^-和Na⁺．
故填：Cl^-和Na⁺．
（3）小明在實驗過程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn)，可能是氫氧化鈉溶液吸收了空氣中的二氧化碳，氫氧化鈉和二氧化碳反應生成了碳酸鈉，碳酸鈉和稀鹽酸反應生成了二氧化碳，因此有氣泡產(chǎn)生，碳酸鈉和稀鹽酸反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（4）氫氧化鈉和稀鹽酸反應的化學方程式及其氫氧化鈉和氯化氫的質(zhì)量比為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O，
                                                                 40  36.5
氫氧化鈉和稀硫酸反應的化學方程式及其氫氧化鈉和硫酸的質(zhì)量比為：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
                                                           80    98
由反應物和生成物的質(zhì)量比可知，若上述反應稀鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全中和，將該實驗中的鹽酸換成等質(zhì)量且等質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸，氫氧化鈉過量，反應后得到溶液顯堿性，溶液的pH大于7．
故填：大于．
（5）設氫氧化鈉的質(zhì)量為x，二氧化碳的質(zhì)量為y，
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，
  80  44    106
  x   y     15.9g

80

x

=

44

y

=

106

15.9g

，
x=12g，y=6.6g，
氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為：66.6g-6.6g=60g，
則氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

12g

60g

×100%=20%，
答：氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為20%．

點評：化學反應遵循質(zhì)量守恒定律，即化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變，這是書寫化學方程式、判斷物質(zhì)的化學式、判斷化學計量數(shù)、進行相關方面計算的基礎．