Question

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/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”）．

Answer 1

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．