Question

甲、乙、丙三位同學(xué)為一家化工廠的污水設(shè)計排污方案，請你就他們的探究過程回答有關(guān)問題．
Ⅰ．首先用pH試紙檢測污水的酸堿性．三位同學(xué)分別進(jìn)行如下實驗：
甲：取pH試紙于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，測得pH＜7；
乙：取pH試紙于玻璃片上，先用蒸餾水濕潤，再用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，測得pH＜7；
丙：取pH試紙直接浸入待測液中，測得pH＜7．
（1）以上三位同學(xué)中操作規(guī)范的是

 

，污水顯

 

（填寫“酸性”、“堿性”或“中性”）．
Ⅱ．利用中和反應(yīng)原理測定污水中污染物（假設(shè)污染物為硫酸）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．甲、乙兩同學(xué)設(shè)計的方案如圖甲、乙所示：
（2）甲同學(xué)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，酚酞呈紅色，于是得出“兩種物質(zhì)已恰好中和”的結(jié)論．你認(rèn)為他的結(jié)論是否正確？

 

，理由是

 

．
（3）乙同學(xué)當(dāng)觀察到溶液由紅色變成紫色現(xiàn)象時即認(rèn)為兩者恰好完全反應(yīng)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

；若此時消耗NaOH溶液4g，則污水中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

%．（寫出計算過程）
（4）實驗過程中，NaOH溶液必須用膠頭滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不斷攪拌，目的是

 

．
（5）丙同學(xué)利用連線在傳感器上的計算機(jī)隨機(jī)繪制出了如圖丙所示的溶液的pH隨所加的NaOH溶液體積變化的曲線．從曲線上可知污水的pH=

 

，M點表示的含義是

 

，此時溶液中的溶質(zhì)是

 

．
（6）為了除去污水中的硫酸，你建議選用的原料是

 

（填寫序號）．
A．NaOH     B．Ca（OH）₂    C．CuO     D．Fe．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)pH值的正確測定方法來考慮，否則測得的結(jié)果會產(chǎn)生誤差；根據(jù)pH和溶液酸堿性的關(guān)系分析；
（2）根據(jù)酚酞試液在堿性溶液為紅色分析結(jié)論的正確性；
（3）根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水；紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性溶液中的顏色分析反應(yīng)的程度并通過化學(xué)方程式進(jìn)行計算；
（4）根據(jù)實驗的注意事項分析玻璃棒的作用；
（5）根據(jù)坐標(biāo)和稀硫酸與氫氧化鈉的反應(yīng)分析；
（6）根據(jù)酸的性質(zhì)及可操作性、經(jīng)濟(jì)性等分析；

解答：解：（1）測pH值的正確測定方法是：取pH試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測溶液沾在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，即可得到PH值，所以乙同學(xué)、丙同學(xué)操作都是錯誤的，用蒸餾水將pH試紙潤濕再測該酸性溶液PH值，結(jié)果會偏大；將pH試紙直接浸入溶液中會污染試劑；測得廢水的pH＜7，說明顯酸性；
（2）根據(jù)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加幾滴無色酚酞試液，酚酞變紅色，說明此時的溶液顯堿性，是因為氫氧化鈉溶液過量；
（3）硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，石蕊試液在酸性廢水中出現(xiàn)紅色，當(dāng)?shù)渭託溲趸�鈉的過程中，當(dāng)溶液由紅色變成紫色時恰好完全反應(yīng)；
設(shè)污水中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，
H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O
98     80
20gx  4g×0.04%
 

98

20gx

=

80

4g×0.04%

x=0.0098%
所以污水中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0098%；
（4）為了防止氫氧化鈉過量，使反應(yīng)充分進(jìn)行，實驗過程中，NaOH溶液必須用膠頭滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不斷攪拌；
（5）從曲線上可知污水的pH=a，即曲線的起點；M點的pH=7，溶液呈現(xiàn)中性，說明酸堿恰好完全反應(yīng)；稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水
（6）A．NaOH；B．Ca（OH）₂；C．CuO；D．Fe四種物質(zhì)都能夠和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，但從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，氫氧化鈣最便宜，所以性質(zhì)B．；
故答案為：（1）甲；酸；
（2）不正確；氫氧化鈉溶液過量使酚酞試液變成紅色；
（3）H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O；溶液由紅色變成紫色；0.0098%；
（4）防止氫氧化鈉過量，使反應(yīng)充分進(jìn)行；
（5）a；恰好完全反應(yīng)；硫酸鈉；
（6）B．

點評：本題考查了酸堿度的測定方法的評價，酸堿性與pH的關(guān)系以及酸堿中和反應(yīng)的運用等，綜合性較強(qiáng)，但難度不大，關(guān)鍵還是熟練掌握溶液酸堿性、酸堿度測定的方法及酸堿中和反應(yīng)的原理．