Question

某化學研究性學習小組的同學們做了三個趣味實驗，裝置如右圖（氣密性良好）．當開啟分液漏斗的旋塞，液體滴入盛有固體的試管2中時，觀察到不同的現象．
（1）若試管2中發生了化學反應，觀察到試管1中有氣泡產生，且其中的石蕊溶液變紅，試管2中發生反應的化學方程式為______．
（2）若試管2中沒有發生化學反應，觀察到兩支導管口同時冒氣泡、吸濾瓶內的石灰水變渾濁，則試管2中的固體可能是______．（只需填一種物質）
（3）若觀察到燒杯中的液體倒吸入吸濾瓶內，且使吸濾瓶中盛有的紅色溶液變無色，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______．請你解釋溶液變色的原因：______．
（4）上述實驗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，工業上通常用電解氯化鈉溶液的方法來制取，反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O ^通電Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．現取一定質量的氯化鈉溶液進行電解，當氯化鈉完全反應時，得到109，7g溶液，生成氯氣的質量與時間的關系如右圖所示．請計算：
①氯化鈉完全反應時，溶液中剩余水的質量．
②氯化鈉溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

【答案】分析：據圖可看出，氯化鈉完全反應時可得到氯氣7.1g．
①反應結束后所得溶液內包含氫氧化鈉和水，根據氯氣的質量可求出氫氧化鈉的質量，再用反應結束后所得溶液的質量-氫氧化鈉的質量即為溶液中剩余水的質量．
②原氯化鈉溶液中溶質的質量分數=%，氯化鈉的質量可根據氯氣的質量算出，根據質量守恒定律，氯化鈉溶液的質量=氯氣的質量+氫氣的質量（可根據氯氣的質量算出）+反應結束后所得溶液的質量．
解答：解：（1）生成能使石蕊溶液變紅的氣體說明是一種酸性氣體；故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）溶解能放出熱量的物質；故答案為：NaOH
（3）溶解能放出熱量的物質，紅色溶液變無色說明遇到了酸性溶液；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）時吸收熱量，使吸濾瓶中的壓強減小，燒杯中的酸倒吸入錐形瓶中，與錐形瓶中堿性物質發生反應，使紅色溶液變無色．
（4）①設生成氫氧化鈉的質量為x，消耗氯化鈉的質量為y，生成氫氣質量為z
2NaCl+2H₂O═Cl₂↑+H₂↑+2NaOH
117 71 2 80
y 7.1g z x

x=8g y=1.7g z=0.2g
剩余水的質量：109.7g-8g=101，7g
②氯化鈉溶液質量為：109.7g+7，1g+0.2g=117g
氯化鈉溶液中溶質的質量分數為：，
答：氯化鈉溶液中溶質的質量分數為10%
點評：本題主要考查含雜質物質的化學方程式計算和溶質質量分數的計算，難度較大．
注意：計算反應后溶液質量時，用反應前溶液質量減去生成氣體的質量時，不但要減去氯氣的質量，還要減去氫氣的質量．