7.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.电解饱和食盐水的化学方程式:
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
取少量待测液于试管中,滴加几滴无色酚酞试液酚酞试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,数据如下:
加入稀盐酸的体积/mL02.04.06.08.09.8
烧杯中溶液的pH13.012.912.812.612.37.0
(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
乙组同学按如图所示的实验步骤进行实验:

(3)步骤②加入的氯化镁溶液必需足量或过量,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过量的具体操作:静置,取上层清液与试管中,滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,说明氯化镁溶液已经过量(写出实验步骤、现象和结论).
(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,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”).
4.某校化学兴趣小组的小伙伴们欲用生石灰制取氢氧化钠固体.他们将生石灰放入烧杯中,然后倒入碳酸钠溶液充分反应,经过滤、洗涤、干燥得到固体A和溶液B.
(1)上述过程中发生的化学反应有(用化学方程式表示):①CaO+H2O=Ca(OH)2
②Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH.
【查阅资料】NaOH、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃)020406080100
NaOH溶解度(g)42109129174314347
Ca(OH)2溶解度(g)0.180.160.140.120.090.07
【猜想与假设Ⅰ】固体A的成分是什么呢?
小王的猜想:CaCO3;小雨的猜想:CaCO3和Ca(OH)2
(2)小雨同学认为固体A中含有Ca(OH)2的理由是Ca(OH)2微溶于水,其中没溶于水的Ca(OH)2留在了固体A中.
【实验与探究】小王和小雨为了验证各自的猜想,分别进行了实验:
实验内容实验现象
小王取少量固体于试管中,加入稀盐酸 产生大量气泡
小雨取少量固体于试管中,加水充分振荡,过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液溶液由无色变为红色
【反思与评价】小伙伴们一致认为,上述实验可以证实小雨(填“小王”或“小雨”)同学的猜想正确.
【猜想与假设Ⅱ】溶液B中的溶质是什么呢?
小马的猜想:NaOH和Na2CO3;小东的猜想:NaOH和Ca(OH)2;小龙的猜想:NaOH
【表达与交流】
①结合对固体A成分的探究实验,小伙伴们认为小东同学猜想正确.
②小伙伴们为了获得氢氧化钠固体,他们将溶液B加热浓缩,可是加热不久溶液出现浑浊,只能停止加热.请解释加热时溶液出现浑浊的原因温度升高,Ca(OH)2的溶解度变小而析出.
③小伙伴们立即改变方案,先向B溶液中加入碳酸钠溶液后过滤,再将滤液加热浓缩至饱和,经降温结晶、过滤、洗涤、烘干等操作后,即获得了纯净的氢氧化钠固体.
【拓展与延伸】
①久置的氢氧化钠固体易发生变质,其原因是(用化学方程式表示)2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O.
②实验室有一瓶氢氧化钠暴露在空气中,同学们对其成分进行了研究,称取样品6g,与足量稀盐酸反应后测得生成二氧化碳2.2g,计算该氢氧化钠中碳酸钠的质量分数.
②上述数据不能测定部分变质的氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数,理由是部分变质的NaOH样品中除了NaOH和Na2CO3外,还有H2O存在.
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