Question

10．某學習小組對課本中“食鹽常用于制氯氣、燒堿”的內容產生興趣．在老師的指導下，用自制的實驗裝置（圖1）進行電解飽和食鹽水制取氫氧化鈉的實驗．一段時間后，關閉電源，從K處導出部分溶液作為待測液進行如下探究．
（1）電解飽和食鹽水生成燒堿、氫氣和氯氣，該反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）為了檢驗待測液中含有氫氧化鈉，某同學取待測液滴加酚酞溶液，當出現(xiàn)紅色的現(xiàn)象時，表明含有氫氧化鈉．
（3）為了測定待測液中氫氧化鈉的質量分數，可以用沉淀法．甲組同學按照圖2所示的實驗步驟進行實驗：

a．步驟②須加入足量的氯化鎂溶液，其目的是將氫氧化鈉全部轉化為氫氧化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．滴加一定量氯化鎂溶液后，判斷所加氯化鎂溶液是否足量的具體操作是：靜置，取上層清液于試管中，滴加氯化鎂溶液，若觀察到無明顯現(xiàn)象，則證明氯化鎂溶液已經足量．
b．利用沉淀物的質量計算氫氧化鈉的質量分數，若缺少步驟④的操作，則所測得的氫氧化鈉的質量分數將偏大（填“偏大”、“偏小”或“沒影響”）．
（4）乙組同學利用酸堿中和法測定待測液中氫氧化鈉的質量分數．稱取4g待測液于燒杯中加水稀釋，用帶有刻度的滴管逐滴滴加7.3%的稀鹽酸（密度為1.02g/mL），邊加邊振蕩，用pH計測定溶液的pH，所得數據如下：

加入稀鹽酸的體積/mL	0	2.0	4.0	6.0	8.0	9.8
燒杯中溶液的pH	13.0	12.9	12.8	12.6	12.3	7.0

試計算待測液中氫氧化鈉的質量分數．

Answer 1

分析 （1）電解飽和食鹽水生成燒堿、氫氣和氯氣，書寫對應的化學方程式即可．
（2）酚酞遇堿變紅；
（3）根據實驗方法進行方案的分析與評價．
（4）根據恰好完全反應所用的鹽酸的量和對應的化學方程式計算．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水生成燒堿、氫氣和氯氣，該反應的化學方程式為 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）為了檢驗待測液中含有氫氧化鈉，某同學取待測液滴加酚酞溶液，由于酚酞遇堿變紅，而題目給出的結論是含有氫氧化鈉，所以對應的現(xiàn)象是出現(xiàn)紅色．
（3）為了測定待測液中氫氧化鈉的質量分數，可以用沉淀法．沉淀法是將氫氧化鈉轉化為沉淀，然后通過沉淀的質量計算氫氧化鈉的質量．
a．步驟②須加入足量的氯化鎂溶液，加入氯化鎂是因為氯化鎂和氫氧化鈉能反應生成氫氧化鎂沉淀，加入足量是使氫氧化鈉完全轉化，所以加入足量的氯化鎂溶液的目的是 將氫氧化鈉全部轉化為氫氧化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為 2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．滴加一定量氯化鎂溶液后，判斷所加氯化鎂溶液是否足量的，也就是判斷是否有剩余的氫氧化鈉，此時需要靜置后取上層清液于試管中，滴加氯化鎂溶液，若觀察到無明顯現(xiàn)象，則證明氯化鎂溶液已經足量．
b．利用沉淀物的質量計算氫氧化鈉的質量分數，若缺少步驟④的操作，導致氫氧化鎂表面有雜質，也就是氫氧化鎂的質量偏大，對應的氫氧化鈉也就偏大，所以所計算的氫氧化鈉的質量分數將 偏大．
（4）由表中數據可知，加入9.8g稀鹽酸時恰好完全反應，此時消耗的HCl的質量為1.02g/mL×9.8mL×7.3%≈0.73g
設氫氧化鈉的質量為x
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40       36.5
x         0.73g
$\frac{40}{36.5}$=$\frac{x}{0.73g}$
x=0.8g
待測液中氫氧化鈉的質量分數為$\frac{0.8g}{4g}$×100%=20%
答案為：
（1）2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）紅色．
（3）a．   將氫氧化鈉全部轉化為氫氧化鎂，2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．   氯化鎂； 無明顯現(xiàn)象．b． 偏大．
（4）20%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．