Question

【題目】在研究酸和堿的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)稀H2SO4與NaOH溶液混合后無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生，于是設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)方案。

方案一:測(cè)定稀H2SO4與NaOH溶液混合前后的pH.

（1）用pH試紙測(cè)定NaOH溶液的pH,測(cè)得pH___________7 (選填“大于”、“等于”或“小于”)；

（2）將定量的稀H2SO4加入該NaOH溶液中，混合均勻后測(cè)定其pH, pH=7。

方案二：向盛有NaOH溶液的燒杯中先滴加酚酞試液，后滴加稀硫酸，觀察到溶液由紅色變成無色。

結(jié)論:稀H2SO4與NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；

在上述實(shí)驗(yàn)中需要用到溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸，現(xiàn)用20g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸進(jìn)行稀釋，則需要增加水的質(zhì)量為________g, 若實(shí)驗(yàn)過程中量水時(shí)仰視讀數(shù)，則會(huì)造成所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____(選填“偏大”、“不變”或“偏小”)

（3）甲酸(HCOOH)是一種具有揮發(fā)性的酸， 甲酸在熱的濃硫酸中會(huì)分解生成兩種氧化物;CO和H2O。如圖是制取CO,用CO還原氧化鐵并檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物，同時(shí)收集尾氣中的CO的實(shí)驗(yàn)裝置。

①寫出E裝置玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

②若沒有B裝置，則不能達(dá)到檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物的目的，原因是_____。

③E裝置可起到收集CO的作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，E中有部分溶液進(jìn)入到F燒杯中，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該溶液溶質(zhì)的成分中含有NaOH，寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論__。

（4）某特種鋼村需要用富鐵礦石(含鐵量高于50%)來冶煉。研學(xué)實(shí)踐小組為測(cè)出某地赤鐵礦石(主要成分是Fe2O3)中的含鐵量，進(jìn)行實(shí)驗(yàn):取20g赤鐵礦石樣品,逐漸加入稀鹽酸，充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示(假設(shè)雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應(yīng))。請(qǐng)計(jì)算:

①20g赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質(zhì)量_____。

②計(jì)算該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由此判斷該赤鐵礦石是否屬于富鐵礦石_____。

③實(shí)驗(yàn)中所用稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____。

Answer 1

【答案】大于 176 偏小 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 甲酸具有揮發(fā)性，若沒有B裝置，甲酸先和D裝置中石灰水反應(yīng)，D中石灰水可能不會(huì)變渾濁，無法檢驗(yàn)C裝置生成的二氧化碳 實(shí)驗(yàn)步驟：取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀產(chǎn)生；滴入酚酞的上層清液變紅色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。 16g 樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56%，屬于富鐵礦石。 14.6%

【解析】

（1）NaOH屬于堿，其水溶液顯堿性，所以其pH 大于7；故填：大于。

（2）在上述實(shí)驗(yàn)中需要用到溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸，現(xiàn)用20g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸進(jìn)行稀釋，則需要增加水的質(zhì)量為：20g×98%÷10%20g＝176g；若實(shí)驗(yàn)過程中量水時(shí)仰視讀數(shù)，導(dǎo)致量取水的體積偏大，則會(huì)造成所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。故填：176；偏小。

（3）①E裝置玻璃管內(nèi)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。

②B裝置的作用是除去甲酸，因?yàn)榧姿崾且环N具有揮發(fā)性的酸，在反應(yīng)過程中會(huì)揮發(fā)出來，若不除去會(huì)和后面D裝置中石灰水反應(yīng)，D中石灰水可能不會(huì)變渾濁，無法檢驗(yàn)C裝置生成的二氧化碳；故填：甲酸具有揮發(fā)性，若沒有B裝置，甲酸先和D裝置中石灰水反應(yīng)，D中石灰水可能不會(huì)變渾濁，無法檢驗(yàn)C裝置生成的二氧化碳。

③E中的氫氧化鈉與C中反應(yīng)生成的二氧化碳反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈉，檢驗(yàn)氫氧化鈉一般利用它能使酚酞變紅的性質(zhì)，但是必須排除掉碳酸鈉對(duì)它的干擾，因?yàn)樘妓徕c也顯堿性也能使酚酞變紅，因此可以取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀產(chǎn)生；滴入酚酞的上層清液變紅色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。故填：取適量F燒杯中液體于試管中，加入足量的氯化鈣溶液；取上層清液加酚酞；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有白色沉淀產(chǎn)生；滴入酚酞的上層清液變紅色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明原試管的溶液中含有氫氧化鈉。

（4）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：20g 赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質(zhì)量：20g4g＝16g，故填：16g。

②氧化鐵中鐵元素質(zhì)量：，樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：，由此判斷該赤鐵礦石屬于富鐵礦石。故填：樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56%，屬于富鐵礦石。

③設(shè)稀鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。

x=14.6%

答：實(shí)驗(yàn)中所用稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是14.6%。