Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們做了三個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)，裝置如右圖（氣密性良好）．當(dāng)開(kāi)啟分液漏斗的旋塞，液體滴入盛有固體的試管2中時(shí)，觀察到不同的現(xiàn)象．
（1）若試管2中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，觀察到試管1中有氣泡產(chǎn)生，且其中的石蕊溶液變紅，試管2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）若試管2中沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，觀察到兩支導(dǎo)管口同時(shí)冒氣泡、吸濾瓶?jī)?nèi)的石灰水變渾濁，則試管2中的固體可能是

 

．（只需填一種物質(zhì)）
（3）若觀察到燒杯中的液體倒吸入吸濾瓶?jī)?nèi)，且使吸濾瓶中盛有的紅色溶液變無(wú)色，則分液漏斗中的液體、試管2中的固體分別是

 

、

 

；燒杯中的液體可能是

 

．請(qǐng)你解釋溶液變色的原因：

 

．
（4）上述實(shí)驗(yàn)中的石灰水中含有一種堿--氫氧化鈣．氫氧化鈉也是我們常用的一種堿，工業(yè)上通常用電解氯化鈉溶液的方法來(lái)制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O ^通電Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．現(xiàn)取一定質(zhì)量的氯化鈉溶液進(jìn)行電解，當(dāng)氯化鈉完全反應(yīng)時(shí)，得到109，7g溶液，生成氯氣的質(zhì)量與時(shí)間的關(guān)系如右圖所示．請(qǐng)計(jì)算：
①氯化鈉完全反應(yīng)時(shí)，溶液中剩余水的質(zhì)量．
②氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：據(jù)圖可看出，氯化鈉完全反應(yīng)時(shí)可得到氯氣7.1g．
①反應(yīng)結(jié)束后所得溶液內(nèi)包含氫氧化鈉和水，根據(jù)氯氣的質(zhì)量可求出氫氧化鈉的質(zhì)量，再用反應(yīng)結(jié)束后所得溶液的質(zhì)量-氫氧化鈉的質(zhì)量即為溶液中剩余水的質(zhì)量．
②原氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

氯化鈉的質(zhì)量

氯化鈉溶液的質(zhì)量

×100%，氯化鈉的質(zhì)量可根據(jù)氯氣的質(zhì)量算出，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氯化鈉溶液的質(zhì)量=氯氣的質(zhì)量+氫氣的質(zhì)量（可根據(jù)氯氣的質(zhì)量算出）+反應(yīng)結(jié)束后所得溶液的質(zhì)量．

解答：解：（1）生成能使石蕊溶液變紅的氣體說(shuō)明是一種酸性氣體；故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）溶解能放出熱量的物質(zhì)；故答案為：NaOH
（3）溶解能放出熱量的物質(zhì)，紅色溶液變無(wú)色說(shuō)明遇到了酸性溶液；故答案為：水、硝酸銨（或干冰、冰）酸
試管2中的固體溶解（或與液體反應(yīng)）時(shí)吸收熱量，使吸濾瓶中的壓強(qiáng)減小，燒杯中的酸倒吸入錐形瓶中，與錐形瓶中堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使紅色溶液變無(wú)色．
（4）①設(shè)生成氫氧化鈉的質(zhì)量為x，消耗氯化鈉的質(zhì)量為y，生成氫氣質(zhì)量為z
2NaCl+2H₂O═Cl₂↑+H₂↑+2NaOH
117 71 2 80
y 7.1g z x

71

7.1g

=

80

x

71

7.1g

=

117

y

71

7.1g

=

2

z

x=8g y=1.7g z=0.2g
剩余水的質(zhì)量：109.7g-8g=101，7g
②氯化鈉溶液質(zhì)量為：109.7g+7，1g+0.2g=117g
氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

11.7g

117g

×100%=10%，
答：氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，難度較大．
注意：計(jì)算反應(yīng)后溶液質(zhì)量時(shí)，用反應(yīng)前溶液質(zhì)量減去生成氣體的質(zhì)量時(shí)，不但要減去氯氣的質(zhì)量，還要減去氫氣的質(zhì)量．