- 西城物理期末高三2022
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相关例题：
题目：
【例题】某工厂排放的废水中含有一定量的氢氧化钠，为了处理该废水中的氢氧化钠，化学研究小组同学取了一定量的氢氧化钠溶液进行实验。
【实验目的】测定该废水中氢氧化钠的含量。
【实验原理】用盐酸中和氢氧化钠，利用酸碱中和反应的原理，通过测定反应过程中溶液的pH变化来确定酸碱度，进而计算氢氧化钠的含量。
【实验步骤】
1. 取适量废水样品于烧杯中，用蒸馏水稀释并滴加酚酞指示剂，溶液呈红色。
2. 逐滴加入稀盐酸，同时不断振荡烧杯中的溶液，直至溶液由红色恰好变为无色。
3. 测定此时溶液的pH为7.5。
【实验数据记录】见下表：
| 序号 | 氢氧化钠溶液质量（g） | 稀盐酸质量（g） | 反应后溶液质量（g） | 反应前溶液pH | 反应后溶液pH |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 50 | 5.0 | 55.0 | 8.5 | 7.5 |
| 2 | 100 | 10.0 | 125.0 | 8.3 | 7.5 |
| 3 | 150 | 15.0 | 225.0 | 7.8 | （待测） |
【问题分析】
1. 根据实验数据记录，可以得出稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应时，溶液的pH为______。
2. 根据实验数据记录，计算废水中氢氧化钠的质量分数。
【解题过程】
1. 根据实验数据记录，可以得出稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应时，溶液的pH为7。因为此时溶液由碱性变为中性。
$(1)$根据质量守恒定律可得：$NaOH$的质量 = $废水质量 - HCl$的质量。
$(2)$根据反应前后溶液的质量差可得：$NaOH$的质量 = $废水质量 \times (反应后溶液质量分数 - 反应前溶液质量分数)$。
$(3)$代入相对分子质量可得：$NaOH$的质量 = $废水质量 \times (7.5 - 8.5) \times (40/36.5 \times 100\%)$。
$(4)$最后，$NaOH$的质量分数 = $\frac{NaOH的质量}{废水质量} \times 100\%$ = $\frac{40}{36.5} \times (7.5 - 8.5) \times (废水质量/$(NaOH的质量 - HCl$的质量)) × 100\% = $\frac{40}{36.5} \times (7.5 - 8.5) \times \frac{废水质量}{废水质量 - NaOH的质量}$ × 100\% = $\frac{40}{36.5} \times (7.5 - 8.5) \times \frac{废水质量 - NaOH的质量}{NaOH的质量}$ × 100\% = $\frac{40}{36.5} \times (7.5 - 8) \times \frac{废水质量}{NaOH的质量}$ × 100\% = $\frac{4}{36} × (废水质量/NaOH的质量)$ × 100\% = $\frac{4}{3} \times (废水质量/NaOH的质量)$ × 100\%$。
答：废水中氢氧化钠的质量分数为$\frac{4}{3} \times (废水质量/NaOH的质量) \times 100\%$。
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