Question

17．某學(xué)習(xí)小組對課本中“食鹽常用于制氯氣、燒堿”的內(nèi)容產(chǎn)生興趣．在老師的指導(dǎo)下，用自制的實(shí)驗(yàn)裝置（主體部分如右圖所示）進(jìn)行電解飽和食鹽水制取氫氧化鈉的實(shí)驗(yàn)．一段時(shí)間后，關(guān)閉電源，從K處導(dǎo)出部分的溶液作為待測液進(jìn)行如下探究．
老師提示：I．電解飽和食鹽水化學(xué)方程式：
2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
II．忽略其他可能發(fā)生的反應(yīng)對以下實(shí)驗(yàn)的影響．
探究活動一：檢驗(yàn)待測液中含有氫氧化鈉
（1）同學(xué)們選用某種酸堿指示劑對待測液進(jìn)行檢驗(yàn)，請你將實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫完整．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取樣，滴加幾滴無色酚酞試液	溶液變紅色	待測液呈堿性，表明含有氫氧化鈉

探究活動二：測定待測液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
【實(shí)驗(yàn)1】用酸堿中和法測定
甲組同學(xué)稱取一定質(zhì)量的待測液于燒杯中，加水稀釋，用帶有刻度的滴管逐滴加入一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，邊加邊振蕩，用pH計(jì)測定溶液的pH，所得數(shù)據(jù)
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

（2）利用氫氧化鈉與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算所稱取待測液中氫氧化鈉的質(zhì)量，應(yīng)從選用稀鹽酸的體積為9.8mL．
【實(shí)驗(yàn)2】用沉淀法測定
資料摘要：氫氧化鈉與氯化鎂溶液中發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl
乙組同學(xué)按下圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①取待測液稱重②加入足量氯化鎂溶液③過濾出沉淀物④洗滌沉淀物⑤干燥稱重
（3）步驟②加入的氯化鎂溶液必需足量，其目的是使NaOH完全反應(yīng)．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：靜置，往上層澄清液體繼續(xù)滴加氯化鎂溶液，若無白色沉淀生成，說明所加氯化鎂溶液已足量（寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（4）步驟③過濾出的沉淀物是Mg（OH）₂．
（5）利用沉淀物的質(zhì)量計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若缺少步驟④的操作，所測定氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“沒影響”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時(shí)，溶液的堿性減弱，pH減小，當(dāng)pH=7時(shí)，氫氧化鈉和稀鹽酸恰好完全反應(yīng)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)為了使氫氧化鈉溶液中的氫氧化鈉和氯化鎂完全反應(yīng)，氯化鎂溶液應(yīng)該是足量的進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，因此步驟③過濾出的沉淀物是氫氧化鎂進(jìn)行分析；
（5）利用沉淀物的質(zhì)量計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，若不洗滌沉淀，那么沉淀上會附著一些雜質(zhì)，從而使沉淀的質(zhì)量增大，會導(dǎo)致計(jì)算出的氫氧化鈉質(zhì)量偏大，使所測定氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．

解答 解：（1）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取樣，滴加幾滴無色酚酞試液	溶液變紅色	待測液呈堿性，表明含有氫氧化鈉

（2）利用氫氧化鈉與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算所稱取待測液中氫氧化鈉的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)選用稀鹽酸的體積為9.8mL，因?yàn)檫@時(shí)氫氧化鈉和稀鹽酸恰好完全反應(yīng)；
（3）步驟②加入的氯化鎂溶液必需足量，其目的是使氫氧化鈉完全反應(yīng)；
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：靜置，取上層清液于試管中，向試管中滴加氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生白色沉淀，氯化鎂已經(jīng)過量；（4）步驟③過濾出的沉淀物是氫氧化鎂；
（5）利用沉淀物的質(zhì)量計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若缺少步驟④的操作，沉淀中因含有其他雜質(zhì)而質(zhì)量偏大，所測定氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大．
故答案為：（1）取樣，滴加幾滴無色酚酞試液；溶液變紅色；

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取樣，滴加幾滴無色酚酞試液	溶液變紅色	待測液呈堿性，表明含有氫氧化鈉

（2）9.8；
（3）使NaOH完全反應(yīng)；往上層澄清液體繼續(xù)滴加氯化鎂溶液，若無白色沉淀生成，說明所加氯化鎂溶液已足量；
（4）Mg（OH）₂；
（5）偏大．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．