Question

7．某化学兴趣小组设计如下方案测定饱和食盐水的电解率．
[提示：饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量）×100%]
方案一：连接图甲、乙装置，在洗气瓶a中盛放足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率．

（1）正确的连接顺序为导管口B（填“A”或“B”）连导管口C，若事先往甲装置的饱和食盐水中滴入酚酞，则电解过程甲装置中铁棒（填“铁棒”或“碳棒”）附近的溶液变红．
（2）电解饱和食盐水总反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
方案二：利用甲装置电解后的溶液，通过中和滴定来测定饱和食盐水的电解率．
（3）部分实验过程如下：
①用碱式滴定管（填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”）量取10.00mL电解后的溶液，加入锥形瓶中；
②向锥形瓶中加入几滴酚酞试液，用0.2000mol•L^-1标准盐酸滴定待测液，边滴边摇动锥形瓶，直到滴入最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由红色变无色，并保持半分钟不褪色时停止滴定；
③该小组所测实验数据如表：

实验序号	盐酸体积（mL）
第一组	19.90
第二组	24.70
第三组	20.10
第四组	20.00

未电解前饱和食盐水的物质的量浓度为5.4mol•L^-1，经计算，求出该食盐水的电解率为7.4%．
④下列操作，会导致实验结果偏低的是AB（填序号）．
A．滴定时锥形瓶中液滴飞溅出来
B．滴定前读数时平视，终点读数时俯视
C．锥形瓶用蒸馏水洗净后没用待测液润洗
D．酸式滴定管尖端气泡没有排除，滴定后消失．

Answer 1

分析 （1）氢氧化钠溶液可以吸收氯气发生反应，电解池中B端为阳极生成氯气，装置B连C；依据甲装置图分析电解饱和食盐水，溶液中氯离子在阳极上失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大，遇到酚酞溶液变红色；
（2）电解饱和食盐水，溶液中氯离子在阳极上失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，据此书写电解反应；
（3）①电解氯化钠得到的是氢氧化钠溶液；
②用盐酸滴定氢氧化钠溶液，加入酚酞作指示剂，则滴定达到终点时，溶液显示中性，据此确定滴定终点；
③根据电解后得到氢氧化钠的浓度计算电解了的氯化钠的量，进而计算电解率；
④根据c（NaOH）=$\frac{c（HCl）•V（HCl）}{V（NaOH）}$分析不当操作对V（HCl）的影响，以此判断浓度的误差．

解答 解：（1）洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，氢氧化钠溶液可以吸收氯气发生反应，电解池中B端为阳极生成氯气，装置B连C，甲装置图分析电解饱和食盐水，溶液中氯离子在阳极上失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大，遇到酚酞溶液变红色，电解过程中甲装置中的实验现象为：碳棒上有气泡产生，铁棒附近溶液变红，
故答案为：B；铁棒；
（2）电解饱和食盐水，溶液中氯离子在阳极上失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，电解反应为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）①电解氯化钠得到的是氢氧化钠溶液，应选择碱式滴定管量取10.00mL电解后的溶液，加入锥形瓶中，故答案为：碱式滴定管；
②用盐酸滴定氢氧化钠溶液，加入酚酞作指示剂，滴入最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由红色变无色，并保持半分钟不褪色；故答案为：滴入最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由红色变无色，并保持半分钟不褪色；
③2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，电解消耗盐酸的体积是：$\frac{19.90+20.10+20.00}{3}$mL=20.00mL，消耗盐酸的物质的量：0.02L×0.2mol/L=0.004mol，所以100mL电解液中，电解的氯化钠物质的量为0.004mol，质量=0.004mol×58.5g/mol=0.234g，10mL溶液氯化钠溶液中含有溶质氯化钠质量=5.4mol/L×0.01L×58.5g/mol=3.159g，电解率=$\frac{0.234g}{3.159g}×100%$=7.4%；故答案为：7.4%；
④A．滴定时锥形瓶中液滴飞溅出来，则待测液的量减小，所以消耗盐酸体积减小，结果偏低，故正确；
B．滴定前读数时平视，终点读数时俯视，则消耗盐酸体积减小，结果偏低，故正确；
C．锥形瓶用蒸馏水洗净后没用待测液润洗，不影响结果，故错误；
D．酸式滴定管尖端气泡没有排除，滴定后消失，消耗盐酸体积减小，结果偏高，故错误；
故选AB．

点评 本题考查了电解原理的分析应用，电解率实验测定方案的设计方法和计算，注意金属电解后溶液中溶质成分是计算关键，题目难度中等．