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17.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(主體部分如右圖所示)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處導出部分的溶液作為待測液進行如下探究.
老師提示:I.電解飽和食鹽水化學方程式:
2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2
II.忽略其他可能發生的反應對以下實驗的影響.
探究活動一:檢驗待測液中含有氫氧化鈉
(1)同學們選用某種酸堿指示劑對待測液進行檢驗,請你將實驗報告填寫完整.
實驗步驟實驗現象實驗結論
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量分數
【實驗1】用酸堿中和法測定
甲組同學稱取一定質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質量分數的稀鹽酸,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/mL02.04.06.08.09.8
燒杯中溶液的pH13.012.912.812.612.37.0
(2)利用氫氧化鈉與稀鹽酸恰好完全反應時的實驗數據,計算所稱取待測液中氫氧化鈉的質量,應從選用稀鹽酸的體積為9.8mL.
【實驗2】用沉淀法測定
資料摘要:氫氧化鈉與氯化鎂溶液中發生反應:2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl
乙組同學按下圖所示的實驗步驟進行實驗:
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.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(寫出實驗步驟、現象和結論).
(4)步驟③過濾出的沉淀物是Mg(OH)2
(5)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,所測定氫氧化鈉的質量分數將偏大(選填“偏大”、“偏小”或“沒影響”).

分析 (1)根據氫氧化鈉溶液顯堿性,能使酚酞試液變紅色進行分析;
(2)根據向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時,溶液的堿性減弱,pH減小,當pH=7時,氫氧化鈉和稀鹽酸恰好完全反應進行分析;
(3)根據為了使氫氧化鈉溶液中的氫氧化鈉和氯化鎂完全反應,氯化鎂溶液應該是足量的進行分析;
(4)根據氫氧化鈉和氯化鎂反應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行分析;
(5)利用沉淀物的質量計算氫氧化鈉的質量分數時,若不洗滌沉淀,那么沉淀上會附著一些雜質,從而使沉淀的質量增大,會導致計算出的氫氧化鈉質量偏大,使所測定氫氧化鈉的質量分數偏大.

解答 解:(1)

實驗步驟實驗現象實驗結論
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時的實驗數據,計算所稱取待測液中氫氧化鈉的質量時,應選用稀鹽酸的體積為9.8mL,因為這時氫氧化鈉和稀鹽酸恰好完全反應;
(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;
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,產生白色沉淀,氯化鎂已經過量;(4)步驟③過濾出的沉淀物是氫氧化鎂;
(5)利用沉淀物的質量計算氫氧化鈉的質量分數,若缺少步驟④的操作,沉淀中因含有其他雜質而質量偏大,所測定氫氧化鈉的質量分數將偏大.
故答案為:(1)取樣,滴加幾滴無色酚酞試液;溶液變紅色;
實驗步驟實驗現象實驗結論
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;往上層澄清液體繼續滴加氯化鎂溶液,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.

點評 合理設計實驗,科學地進行實驗、分析實驗,是得出正確實驗結論的前提,因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗,為學好化學知識奠定基礎.

練習冊系列答案
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