Question

某化学课外兴趣小组，开展了以下两项活动：
（1）第一组探究空气中氧气的含量．他们设计了如右图的装置，研究空气中所含氧气的体积，用一个50mL量筒倒扣在水中，使量筒内外液面均位于40mL处．量筒内浮着一个铜制的小船，船中放有足量白磷．现把浓硫酸缓缓倒入水中并搅拌．一会儿，白磷发生自燃，量筒内液面上升，向水槽内加水，至水槽与量筒内液面相平，读出读数．
①加入浓硫酸的目的是________；
②放白磷的小船用铜做的原因是________；
③最终，液面大约位于量筒刻度________处；
④为何要向水槽内加水至内外液面相平________；
⑤试评价该兴趣小组的设计在选用仪器上有何缺陷________．
（2）配制4%的氢氧化钠溶液200g，并用此溶液测定某硫酸溶液的溶质质量分数．
①配制200g质量分数为4%的氢氧化钠溶液，需要氢氧化钠固体的质量为________g，水的体积为________mL（水的密度近似看作1g/cm³）．
②配制氢氧化钠溶液时，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒
及________．配制好的氢氧化钠溶液要密封保存，其原因是：
________（写化学方程式）．
③用配得的氢氧化钠溶液与待测溶质质量分数的硫酸溶液反应，
实验过程中溶液的pH变化曲线如右图所示：
I、要得到此变化曲线，所进行的操作是________（填字母）．
A、将硫酸溶液滴加到氢氧化钠溶液中　　B、将氢氧化钠溶液滴加到硫酸溶液中
II、b点对应的溶液中的溶质为________（写化学式）．
④恰好完全反应时，消耗20g氢氧化钠溶液和25g硫酸溶液，试计算该硫酸溶液中溶质的质量分数（请写出计算过程）________．

Answer 1

解：（1）①白磷燃烧需要一定的温度，故加入浓硫酸的目的是：浓硫酸溶于水放热，使温度达到白磷的着火点以上
②盛放白磷的容器要有很好的导热性，故放白磷的小船用铜做的原因是：铜导热性好且化学性质稳定
③氧气被消耗，氧气体积占空气体积的五分之一，所以体积缩小8毫升，故液面大约位于量筒刻度32mL处．
④气体体积受压强影响大，读数时要保证压强内外相同，向水槽内加水至内外液面相平的目的为：使气体内外压强相等，从而测得的气体体积更精确
⑤量筒不能用作反应容器
（2）①溶质质量=溶液质量×溶质质量分数，故需要氢氧化钠固体的质量为：200g×4%=8g，溶液质量=溶剂质量+溶质质量，故需要水的质量为：200g-8g=192g需水的体积为192ml
②配制溶液还要用到胶头滴管，NaOH在空气中能与CO₂反应，故氢氧化钠溶液要密封保存，其原因是：
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
③I有图象可知溶液有酸性变为碱性，所进行的操作是将氢氧化钠溶液滴加到硫酸溶液中，故选B
II b点溶液显碱性，硫酸全部反应，氢氧化钠有剩余，故溶质为：Na₂SO₄和NaOH
④氢氧化钠的质量为：20g×4%=0.8g 设硫酸溶液的质量分数为x，则硫酸的质量为：25xg
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
80 98
0.8g 25xg
80/98=0.8g/25xg
x=3.92%
故：硫酸溶液的质量分数为3.92%
分析：（1）①白磷燃烧需要一定的温度②盛放白磷的容器要有很好的导热性③氧气被消耗，气体体积减小，压强减小④气体体积受压强影响大，读数时要保证压强内外相同⑤量筒不能用作反应容器
（2）①溶质质量=溶液质量×溶质质量分数 溶液质量=溶剂质量+溶质质量②配制溶液还要用到胶头滴管，NaOH在空气中能与CO₂反应③I有图象可知溶液有酸性变为碱性IIb点溶液显碱性，硫酸全部反应，氢氧化钠有剩余④恰好完全反应说明，氢氧化钠和硫酸都没剩余
点评：（1）根据实验目的，理解实验操作
（2）根据图象理解表达的含义，进行相关计算