Question

17．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（主体部分如右图所示）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处导出部分的溶液作为待测液进行如下探究．
老师提示：I．电解饱和食盐水化学方程式：
2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
II．忽略其他可能发生的反应对以下实验的影响．
探究活动一：检验待测液中含有氢氧化钠
（1）同学们选用某种酸碱指示剂对待测液进行检验，请你将实验报告填写完整．

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，滴加几滴无色酚酞试液	溶液变红色	待测液呈碱性，表明含有氢氧化钠

探究活动二：测定待测液中氢氧化钠的质量分数
【实验1】用酸碱中和法测定
甲组同学称取一定质量的待测液于烧杯中，加水稀释，用带有刻度的滴管逐滴加入一定溶质质量分数的稀盐酸，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

（2）利用氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应时的实验数据，计算所称取待测液中氢氧化钠的质量，应从选用稀盐酸的体积为9.8mL．
【实验2】用沉淀法测定
资料摘要：氢氧化钠与氯化镁溶液中发生反应：2NaOH+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+2NaCl
乙组同学按下图所示的实验步骤进行实验：
①取待测液称重②加入足量氯化镁溶液③过滤出沉淀物④洗涤沉淀物⑤干燥称重
（3）步骤②加入的氯化镁溶液必需足量，其目的是使NaOH完全反应．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：静置，往上层澄清液体继续滴加氯化镁溶液，若无白色沉淀生成，说明所加氯化镁溶液已足量（写出实验步骤、现象和结论）．
（4）步骤③过滤出的沉淀物是Mg（OH）₂．
（5）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，所测定氢氧化钠的质量分数将偏大（选填“偏大”、“偏小”或“没影响”）．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色进行分析；
（2）根据向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，溶液的碱性减弱，pH减小，当pH=7时，氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应进行分析；
（3）根据为了使氢氧化钠溶液中的氢氧化钠和氯化镁完全反应，氯化镁溶液应该是足量的进行分析；
（4）根据氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，因此步骤③过滤出的沉淀物是氢氧化镁进行分析；
（5）利用沉淀物的质量计算氢氧化钠的质量分数时，若不洗涤沉淀，那么沉淀上会附着一些杂质，从而使沉淀的质量增大，会导致计算出的氢氧化钠质量偏大，使所测定氢氧化钠的质量分数偏大．

解答 解：（1）

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，滴加几滴无色酚酞试液	溶液变红色	待测液呈碱性，表明含有氢氧化钠

（2）利用氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应时的实验数据，计算所称取待测液中氢氧化钠的质量时，应选用稀盐酸的体积为9.8mL，因为这时氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应；
（3）步骤②加入的氯化镁溶液必需足量，其目的是使氢氧化钠完全反应；
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：静置，取上层清液于试管中，向试管中滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，氯化镁已经过量；（4）步骤③过滤出的沉淀物是氢氧化镁；
（5）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，沉淀中因含有其他杂质而质量偏大，所测定氢氧化钠的质量分数将偏大．
故答案为：（1）取样，滴加几滴无色酚酞试液；溶液变红色；

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，滴加几滴无色酚酞试液	溶液变红色	待测液呈碱性，表明含有氢氧化钠

（2）9.8；
（3）使NaOH完全反应；往上层澄清液体继续滴加氯化镁溶液，若无白色沉淀生成，说明所加氯化镁溶液已足量；
（4）Mg（OH）₂；
（5）偏大．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．