Question

10．某学习小组对课本中“食盐常用于制氯气、烧碱”的内容产生兴趣．在老师的指导下，用自制的实验装置（图1）进行电解饱和食盐水制取氢氧化钠的实验．一段时间后，关闭电源，从K处导出部分溶液作为待测液进行如下探究．
（1）电解饱和食盐水生成烧碱、氢气和氯气，该反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）为了检验待测液中含有氢氧化钠，某同学取待测液滴加酚酞溶液，当出现红色的现象时，表明含有氢氧化钠．
（3）为了测定待测液中氢氧化钠的质量分数，可以用沉淀法．甲组同学按照图2所示的实验步骤进行实验：

a．步骤②须加入足量的氯化镁溶液，其目的是将氢氧化钠全部转化为氢氧化镁，发生反应的化学方程式为2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．滴加一定量氯化镁溶液后，判断所加氯化镁溶液是否足量的具体操作是：静置，取上层清液于试管中，滴加氯化镁溶液，若观察到无明显现象，则证明氯化镁溶液已经足量．
b．利用沉淀物的质量计算氢氧化钠的质量分数，若缺少步骤④的操作，则所测得的氢氧化钠的质量分数将偏大（填“偏大”、“偏小”或“没影响”）．
（4）乙组同学利用酸碱中和法测定待测液中氢氧化钠的质量分数．称取4g待测液于烧杯中加水稀释，用带有刻度的滴管逐滴滴加7.3%的稀盐酸（密度为1.02g/mL），边加边振荡，用pH计测定溶液的pH，所得数据如下：

加入稀盐酸的体积/mL	0	2.0	4.0	6.0	8.0	9.8
烧杯中溶液的pH	13.0	12.9	12.8	12.6	12.3	7.0

试计算待测液中氢氧化钠的质量分数．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水生成烧碱、氢气和氯气，书写对应的化学方程式即可．
（2）酚酞遇碱变红；
（3）根据实验方法进行方案的分析与评价．
（4）根据恰好完全反应所用的盐酸的量和对应的化学方程式计算．

解答 解：（1）电解饱和食盐水生成烧碱、氢气和氯气，该反应的化学方程式为 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）为了检验待测液中含有氢氧化钠，某同学取待测液滴加酚酞溶液，由于酚酞遇碱变红，而题目给出的结论是含有氢氧化钠，所以对应的现象是出现红色．
（3）为了测定待测液中氢氧化钠的质量分数，可以用沉淀法．沉淀法是将氢氧化钠转化为沉淀，然后通过沉淀的质量计算氢氧化钠的质量．
a．步骤②须加入足量的氯化镁溶液，加入氯化镁是因为氯化镁和氢氧化钠能反应生成氢氧化镁沉淀，加入足量是使氢氧化钠完全转化，所以加入足量的氯化镁溶液的目的是 将氢氧化钠全部转化为氢氧化镁，发生反应的化学方程式为 2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．滴加一定量氯化镁溶液后，判断所加氯化镁溶液是否足量的，也就是判断是否有剩余的氢氧化钠，此时需要静置后取上层清液于试管中，滴加氯化镁溶液，若观察到无明显现象，则证明氯化镁溶液已经足量．
b．利用沉淀物的质量计算氢氧化钠的质量分数，若缺少步骤④的操作，导致氢氧化镁表面有杂质，也就是氢氧化镁的质量偏大，对应的氢氧化钠也就偏大，所以所计算的氢氧化钠的质量分数将 偏大．
（4）由表中数据可知，加入9.8g稀盐酸时恰好完全反应，此时消耗的HCl的质量为1.02g/mL×9.8mL×7.3%≈0.73g
设氢氧化钠的质量为x
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40       36.5
x         0.73g
$\frac{40}{36.5}$=$\frac{x}{0.73g}$
x=0.8g
待测液中氢氧化钠的质量分数为$\frac{0.8g}{4g}$×100%=20%
答案为：
（1）2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（2）红色．
（3）a．   将氢氧化钠全部转化为氢氧化镁，2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl．   氯化镁； 无明显现象．b． 偏大．
（4）20%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．