Question

18．工业上采用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水，可以得到高浓度的烧碱溶液（含NaOH35%～48%）．某学习小组为了验证附近氯碱化工厂产生的NaOH溶液是否达到高浓度标准，进行了如下操作，请你参与计算：
（1）到工厂采集了电解槽中的NaOH溶液100g．NaOH中氧元素的质量分数是40%．
（2）在实验室用如图所示浓硫酸配制400g24.5%的稀硫酸，计算所取浓硫酸的体积为多少毫升（计算结果取整数）．
（3）进行中和测定，向采集到的溶液中逐滴加入所配制的稀硫酸，并不断测定溶液的pH，当pH=7时，消耗稀硫酸200g．通过计算判断此时电解槽中NaOH溶液是否达到高浓度标准．

Answer 1

分析 （1）根根据物质中某元素的质量分数=$\frac{该元素相对原子质量×原子个数}{该物质相对分子质量}$×100%，进行解答．
（2）根据稀释前后溶液中溶质质量不变，计算需要浓硫酸的体积；
（3）根据题目中的数据和化学方程式，进行计算．

解答 解：
（1）根据物质中某元素的质量分数=$\frac{该元素相对原子质量×原子个数}{该物质相对分子质量}$×100%，可得NaOH中氧元素元素的质量分数为：$\frac{16}{40}$×100%=40%；
故答案为40%；
（2）配制400g 24.5%的稀硫酸需要98%的硫酸质量=$\frac{400g×24.5%}{98%}$=100g，利用图可得，98%的硫酸密度为1.84g/mL，100g98%的浓硫酸的体积=$\frac{100g}{1.84g/ml}$≈54mL；
（3）已知进行中和测定，当pH=7时，消耗200g24.5%的稀硫酸，则可设100gNaOH溶液中的溶质氢氧化钠为x．则：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
     80     98
     x    200g×24.5%
则$\frac{80}{x}=\frac{98}{200×24.5%}$，解得x=40g．
则氢氧化钠质量分数为$\frac{40g}{100g}$=40%在35%～48%，故达到高浓度标准．

点评 本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．