内容正文:
第2讲 探索碱的性质
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1.碱的概念及其主要化学性质。
2.碱的通性。
3.氢氧化钠和氢氧化钙的特性及用途。
4.氢氧化钠的变质问题。
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一、碱的性质
1.碱性溶液不一定是碱溶液,碱溶液一定是碱性溶液。
2.碱的通性:碱在水溶液中电离时都能生成 ,所以碱有一些相似的化学性质。
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(1)使紫色石蕊试液变蓝,使无色酚酞试液变红。
(2)碱 酸 盐 水。
(3)可溶性碱 某些非金属氧化物 盐 水。
(4)可溶性碱 某些可溶性盐 新碱 新盐。
难点解析:碱的通性是对可溶性碱而言的,不溶性碱仅能与酸发生
中和反应。氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀不属于碱的通性,因
为其实质是钙离子和碳酸根离子生成碳酸钙沉淀的过程,氢氧根离子没
有参与反应,因此属于氢氧化钙的特性。判断是否是碱的通性还可用另
一种方法,即任意换一种可溶性碱,若反应还能进行则是碱的通性。
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二、氢氧化钠、氢氧化钙的特性
1.氢氧化钠的特性。
①腐蚀性:具有强烈的腐蚀性;②易潮解:固体(晶体)吸收空气中的水分;③易溶于水,溶解时放出大量的热。
2.氢氧化钙的特性。
①腐蚀性:具有较强的腐蚀性;②微溶于水;③溶解度随温度的升高而减小。
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三、氢氧化钠的变质问题
氢氧化钠变质的原理: ,变质时有碳酸钠生成。
1.检验 是否变质:实质是检验 。能和 反应产生明显现象,但不能和 产生同样现象的离子有 。
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2.探究氢氧化钠是部分变质还是全部变质:实质是在有 存在的情况下检验是否有 。方法:先向溶液中加入过量的 溶液(或 溶液),有白色沉淀生成,除尽 。过滤,再向滤液中滴加无色酚酞试液,检验 ,若溶液变红,则仍有 ,溶液部分变质;若溶液仍为无色,则 溶液全部变质。
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知识点一:碱的性质
将氢氧化钠溶液逐滴滴入硫酸和硫酸铜的混合
溶液中,直至过量。根据实验事实绘制了如图所示
的曲线,下列说法中错误的是 ( )
B
A. 段有蓝色沉淀生成 B. 至 段硫酸钠的质量不断增大
C. 段,溶液的 不断增大 D. 点所含的溶质种类比 点少
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&2& 将氢氧化钠溶液逐滴滴入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,氢氧化钠先和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,后和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠。
段,氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,
溶液的质量增大; 段,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉
淀和硫酸钠; 段,随着氢氧化钠溶液的加入,溶液的碱性增强,其
不断增大; 点对应溶液中的溶质有硫酸和硫酸铜, 点对应溶液
中的溶质是硫酸钠。
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&4& 本题首先理解将氢氧化钠溶液逐滴滴入混合溶液中反应如何进行,可理解为两个反应同时进行,但氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和水,同时稀硫酸又会与氢氧化铜反应生成硫酸铜和水。因此可理解为氢氧化钠先与稀硫酸反应,再与硫酸铜反应,然后结合图像进行分析、判断。
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【上海】在 的稀硫酸中依次加入一定量的
氧化铁和氢氧化钠溶液,下列有关说法中一定正确的是 ( )
D
A.有沉淀生成 B.溶液最终呈黄色
C.只发生两个反应 D.溶液中硫酸根的数量始终不变
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[解析] 硫酸能与氧化铁反应生成硫酸铁和水,硫酸能与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,若硫酸过量,是不会有沉淀生成的;若氧化铁过量,硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠,硫酸铁可能完全被消耗,此时溶液最终呈无色;根据以上分析可知,可能发生两个反应,也可能发生三个反应,但不论发生了几个反应,溶液中硫酸根的数量始终不变。
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知识点二:常见的碱
&6& 氢氧化钠与稀硫酸反应是否放出热量?某同学为探究此问题按如图所示进行实验:
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(1)按如图甲所示进行实验,若要更清楚地观察到实验的现象,则实
验前应对该装置作怎样的处理?__________________________________。
安装一个玻璃泡伸入溶液中的温度计
&7& 根据温度计示数的变化可以判断溶液的温度变化情况。
&8& 按图甲所示进行实验,实验前应在该装置中安装一个玻璃泡伸入溶液中的温度计。
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(2)用如图乙所示的装置进行实验,可以根据_____________________
____现象证明该反应放出热量。
烧杯中的导管口产生气泡
&9& 根据气体的压强随着温度的升高而增大进行分析。
&10& 按图乙所示进行实验,若该反应放热,则会导致集气瓶中的气体膨胀,部分气体从导管2逸出。
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(3)若用如图丙所示的装置进行实验:在烧杯中先加入一定量的稀硫
酸,再加入适量的氢氧化钠固体,观察到温度计示数变大,于是得到
“反应放出热量”的结论。你认为是否正确?并说明原因。____________
________________________。
不正确,因为氢氧化钠固体溶于水放热
&11& 根据氢氧化钠固体溶于水放热进行分析。
&12& 因为氢氧化钠固体溶于水放热,所以无法得出“反应放出热量”的结论。
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&13& 本题要判断反应是否放出热量,需要使用转换法来观察,如温度计示数的变化、密闭容器内气压的变化、气球体积的变化等。
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小明在研究氢氧化钠的性质时,记录的部分实验及现
象如下表所示,其中现象不合理的是 ( )
选项 实验 现象
A 将氢氧化钠固体放在表面皿上,放置一会
儿 固体受潮,逐渐溶
解
B 向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴入无色酚
酞试液 溶液变红
C 向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加稀盐酸 有氯化钠生成
D 向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加硫酸铜
溶液 产生蓝色沉淀
C
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知识点三:氢氧化钠的变质问题
【连云港】为了探究一瓶久置的 溶液样品是否变质,进行
如下实验:
实验一:取少量样品于试管中,滴加 滴酚酞试液,溶液显红色。
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡产生。
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的 溶液,有白色沉淀生
成;过滤,向滤液中滴加 滴酚酞试液,溶液显红色。
下列结论中正确的是( )
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A.实验一说明 溶液没有变质
B.实验二说明 溶液全部变质
C.实验三中生成的沉淀为
D.实验三说明 溶液部分变质
检验 溶液是否变质等效于检验是否存在
或者是否存在 。检验 溶液是部分变质还是全部变质的实质
是在有 存在的情况下检验是否有 。
√
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氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性,都能使酚
酞试液变红色,所以实验一不能说明 溶液没有变质。加入稀硫酸
后有气泡产生只能说明 变质,不能说明 是部分变质还是完
全变质。实验三中生成的沉淀是碳酸钠和氯化钡反应生成的碳酸钡沉淀;
过滤后向滤液中加入酚酞试液,溶液变红色说明溶液中含有氢氧化钠,
故可说明 部分变质。
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&18& 本题主要考查氢氧化钠变质的检验、变质程度的测定,选择试剂很重要,要注意现象与结论之间的关系。
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实验室有一瓶变质的氢氧化钠溶液,小嘉想探究试剂
瓶中的氢氧化钠是否已完全变质,设计了两种方案:①取部分试液,滴
入过量的 溶液,取上层清液滴入酚酞试液,观察溶液的颜色变化;
②取部分试液,滴入过量的 溶液,取上层清液滴入酚酞试液,观
察溶液的颜色变化。对于上述两种方案,你认为 ( )
B
A.两种方案都可行 B.方案①可行,方案②不可行
C.两种方案都不可行 D.方案①不可行,方案②可行
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&20& 工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用,且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组的同学围绕工业烧碱样品纯度的测定问题,展开了讨论与探究。
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原理及思路:利用碳酸钠与稀硫酸反应产生 ,通过测定 的质量
来确定样品中碳酸钠的质量,从而计算烧碱样品的纯度。
(1)交流讨论:小明认为图甲所示实验方案的设计有缺陷,若按该方
案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避
免的误差?________(填序号)。
①加入稀硫酸的量不足②装置内空气中的 没有排出
③反应产生的 未被完全吸收④干燥管与空气直接相通
②③④
&21& 注意分析对测量二氧化碳质量的影响。
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&22& 加入稀硫酸的量不足时,可以继续加入,所以可以避免出现误差;②装置内空气中的 没有排出,会被碱石灰吸收,则会导致出现误差;③反应产生的 未被完全吸收,会导致出现误差;④干燥管与空气直接相通,空气中的水蒸气和二氧化碳能被碱石灰吸收,会导致出现误差。
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(2)方案改进:为减小误差,使 质量的测定更准确,该小组同学
根据以上讨论,对图甲所示的方案进行改进,设计了如图乙所示的实验
方案(固定装置省略)。图乙所示的B装置中样品在与稀硫酸反应前和
停止反应后,都要通入过量的空气,反应前通入空气时 三个弹
簧夹的控制方法是___(填字母)。
A
A.打开 ,关闭 B.打开 ,关闭
&23& 根据反应前通入空气的目的确定弹簧夹的关闭和打开情况。
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&24& 图乙所示的B装置中样品在与稀硫酸反应前通入空气时,若打开 ,则空气中的 会被碱石灰吸收,导致D装置的质量偏大,影响烧碱样品纯度的测定,所以应打开 ,关闭 ,从而将装置内的空气全部排出。
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(3)数据分析:若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将___
___(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
偏低
装置中的浓硫酸用于吸收水蒸气,而D装置中的碱石灰
能够同时吸收二氧化碳和水,据此分析即可。
&26& 若撤去图乙中的C装置,则水蒸气被D装置吸收,导致计算的碳酸钠的质量偏大,从而导致测得工业烧碱的纯度偏低。
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&27& 本题考查样品纯度的测定,首先要明确实验流程图中各个实验装置的作用、实验操作的步骤及目的,并学会分析实验误差。
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1.【吉林】关于 和 的用途,下列说法中错误的是( )
C
A.用 制波尔多液 B.用 改良酸性土壤
C.用 溶液检验 D.用 固体干燥某些气体
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2.【娄底】治疗胃酸(主要成分是 )过多,可服用含 的药
片,制取这类药物不可以使用KOH替代 ,最不科学的理由是
( )
A
A.KOH与胃酸不反应 B.KOH易溶于水
C.KOH有强烈的腐蚀性 D. 的来源更广泛
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3.【杭州】如图所示,分别向四支试管
中加入饱和石灰水,使其与试管内的
溶液充分反应。无论饱和石灰水加入
的量是多少,反应后试管内的溶液一
定呈碱性的是 ( )
C
A.① B.② C.③ D.④
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4.某科学兴趣小组在课外活动时做了一个实验:在甲试管中
装入固体物质,乙试管中装入液体试剂,按如图所示组装
好仪器(图中铁架台等仪器已略去)。 通过分液漏斗加入
足量的稀硫酸,同时打开止水夹,看到乙试管液体中有气
C
A. B.
C. D.
泡冒出,一段时间后,关闭止水夹,发现乙中液面上升,溶液变浑浊。
符合以上实验现象的一组试剂是 ( )
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5.氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式为 ,则下列叙述中不正确
的是( )
C
A. 溶液能与 反应
B. 溶液能使酚酞试液变红
C. 溶液与硫酸反应生成的盐的化学式为
D. 在水中能电离出
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6.【河池】现有 和 的混合溶液,向其中逐滴
加入稀硫酸,生成沉淀的质量与加入稀硫酸的质量的变化
关系如图所示。下列说法中错误的是 ( )
C
A.滴至 点时,溶液中可能只有一个化学反应进行
B.滴至 点时,溶液中一定不含
C.滴至 点时,溶液中的 一定等于7
D.滴至 点时,溶液的 可能等于7,也可能大于7或小于7
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7.一瓶变质的 溶液,在变质前后溶液中存在的主要离子种类如图
所示,“ ”“ ”“ ”表示不同种类的离子(不考虑离子的大小关系),
其中“ ”表示_ _____(填写离子的符号);检验此瓶试剂是否已变质的
方法是 _______________________________________________________
______________________________________________________________
__________________________________________________ 。
<m></m>
取适量溶液于试管中,加入过量的氯化钙溶液,静置,滴
加酚酞试液;若产生白色沉淀,溶液变红色,则说明氢氧化钠部分变质,
若产生白色沉淀,溶液不变色,则说明氢氧化钠完全变质
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8.在①一氧化碳、②稀硫酸、③碳酸钠溶液、④氯化铜溶液四种物质中,
跟氢氧化钠溶液、澄清石灰水都能发生反应且反应中表现了“碱的通性”
的组合是 ( )
B
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
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9.【孝感】向盛有氢氧化钡和氢氧化钠混合溶液的烧杯中先滴加一定质
量的硫酸铜溶液,充分反应后再逐滴加入稀硫酸,其中加入稀硫酸的质
量与烧杯中沉淀的质量关系如图所示,下列说法中正确的是 ( )
D
A. 点对应溶液的溶质中含有硫酸钠
B. 点对应溶液的 等于7
C.原混合溶液中氢氧化钡的质量为
D. 段发生反应的化学方程式为
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[解析] 由图像可知,加入稀硫酸,沉淀的质量增加,说明加稀硫酸之
前溶液中氢氧化钡有剩余,氢氧化钡会与硫酸钠反应,不能共存,故
点对应溶液的溶质中没有硫酸钠; 段沉淀的质量不变,说明硫酸与
氢氧化钠反应,故 点对应溶液中有氢氧化钠,溶液呈碱性, 大于
7; 段沉淀的质量减小,最终沉淀的质量为 ,硫酸钡不溶于
稀硫酸,则 点对应的沉淀为硫酸钡,根据质量守恒定律,硫酸钡中钡
元素的质量与氢氧化钡中钡元素的质量相等,故氢氧化钡的质量为
;由以上分析可知 段沉淀的质量减小
是因为氢氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水。
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10.为研究氢氧化钠、氢氧化钙两种
溶液的化学性质,进行如下实验:
(资料: 溶液显碱性)
(1) 中酚酞试液均变____色,说明两种溶液都呈碱性。
红
[解析] 中酚酞试液均变红色,说明两种溶液都呈碱性。
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(2)D中发生反应的化学方程式为_______________________________
________。
<m></m> <m></m> <m></m>
[解析] D中发生的反应是氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠。
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(3)将 内所有物质倒入烧杯E中,充分混合后静置得到无色溶液
(酚酞试液除外),该无色溶液中一定含有的溶质是________________,
可能含有的溶质是________。
氯化钠、氯化钙
氯化氢
[解析] 将B、D内所有物质倒入E中,充分混合后得到无色溶液,说明溶液呈酸性或中性,不存在氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠。盐酸能与氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙反应,所以无色溶液中一定含有的溶质是氯化钠、氯化钙,可能含有的溶质是氯化氢。
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11.小乐在验证“ 能与 溶液反应”时,进行了如下实验:
已知:① 时,1体积 中最多可溶解1体积 体
积酒精中最多可溶解0.3体积 ;② ,在酒精中, 易溶,
微溶。
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(1)利用两套如图甲所示的装置进行实验,在第一套装置中注入
浓 溶液;在第二套装中注入等量的 ,振荡试管;当观察到
__________________________________________(填写现象),可证
明 与 发生了反应。
第一套装置中水沸腾,第二套装置中水不沸腾
[解析] 浓 溶液溶解并与二氧化碳反应,使装置内气压变小,水
的沸点降低,从而造成热水沸腾。
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(2)利用如图乙所示的装置进行实验,将 浓 溶液注入试管
后,观察到注射器自动向左移动,最终注射器中剩余 酒精,试管
内出现白色沉淀物。出现白色沉淀物的原因是______________________
____________________________________________________,与
反应的 至少是_____ (酒精和氢氧化钠溶液混合后的总体积等
于两者体积之和)。
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,而碳酸钠微溶于酒精,因此会部分析出
10.5
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[解析] 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,而碳酸钠微溶于酒
精,因此会出现白色沉淀物,注射器中剩余 酒精说明整套装置内
的体积减小了 ,酒精溶解的 体积为
,而进入试管中的酒精与氢氧化钠溶液的总体
积为 ,说明还有 未溶解未反应,另外还有胶头滴管内
的 ;所以与 反应的 至少是
。
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12.相同条件下,离子浓度越大,电导率越大,溶液的导电性越强。将
含有酚酞试液的 溶液平均分成两份置于两个烧杯中并插入电
导率传感器,往其中一份滴加稀硫酸,另一份滴加硫酸钾溶液,测得溶
液的电导率的变化情况如图所示。下列说法中正确的是 ( )
B
A.甲曲线上的 点对应的溶液呈无色
B.乙曲线上的 点代表反应恰好完全
C.甲曲线对应的反应中 的数目减少
D.乙曲线对应氢氧化钡与硫酸钾的反应
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[解析] 由甲曲线的最低点比乙曲线的最低点高,可知甲为加入硫酸钾的曲线,乙为加入稀硫酸的曲线。硫酸钾与氢氧化钡反应生成硫酸钡和氢氧化钾,溶液显碱性,所以甲曲线上的 点对应的溶液仍为红色,反应前后氢氧根离子的数目不变;乙曲线上的 点对应的电导率接近于零,代表反应恰好完全。
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13.实验室中久置的 会因为吸
收空气中的 而变质。某探究小
组为了测定实验室中久置 的
变质情况,先称取 样品(杂质为 ),加水溶解,
然后向溶液中逐滴加入质量分数为 的稀盐酸,实验测得加入稀
盐酸的质量与产生的 气体的质量关系如图甲所示。请回答下列问题:
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(1)当加入稀盐酸的质量达到A点时,反应后溶液中所含的溶质为___
_____________。
氯化钠、氯化氢
[解析] 由图像可以看出,A点表示稀盐酸已过量,发生反应的化学方程
式为 、
;由此推出当加入稀盐酸的质量达到A点
时,溶液中的溶质为过量的氯化氢和反应后生成的氯化钠。
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(2)实验过程中与 反应所用的稀盐酸的质量为多少?(请写出
计算过程)
[答案] 由题图甲可知产生的二氧化碳的质量为 。
设碳酸钠消耗稀盐酸的质量为 。
。
由题图甲可知,氢氧化钠和碳酸钠消耗稀盐酸的总质量为 ,所以
实验过程中与 反应所用的稀盐酸的质量为 。
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(3)请在图乙中大致画出反应后溶液的质量随加入稀盐酸的质量变化的曲线图。
[答案] 如图所示。
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[解析] 由图像可以看出,加入的稀盐酸先与氢氧化钠反应,再与碳酸钠反应。稀盐酸与氢氧化钠反应时,无气体和沉淀生成,所以加入稀盐酸的质量就是反应后溶液增加的质量;稀盐酸与碳酸钠反应时会生成二氧化碳,此时溶液增加的质量为所加稀盐酸的质量与二氧化碳的质量之差,所以溶液质量增加的幅度有所减小,当碳酸钠完全反应后,此时加入稀盐酸的质量就是溶液增加的质量,所以与氢氧化钠与稀盐酸反应时的增加幅度相同。
55
$$