Question

7．某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下方案測(cè)定飽和食鹽水的電解率．
[提示：飽和食鹽水的電解率=（電解的氯化鈉質(zhì)量/總的氯化鈉質(zhì)量）×100%]
方案一：連接圖甲、乙裝置，在洗氣瓶a中盛放足量的氫氧化鈉溶液，通過測(cè)定洗氣瓶a在電解前后的質(zhì)量變化來計(jì)算飽和食鹽水的電解率．

（1）正確的連接順序?yàn)閷?dǎo)管口B（填“A”或“B”）連導(dǎo)管口C，若事先往甲裝置的飽和食鹽水中滴入酚酞，則電解過程甲裝置中鐵棒（填“鐵棒”或“碳棒”）附近的溶液變紅．
（2）電解飽和食鹽水總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
方案二：利用甲裝置電解后的溶液，通過中和滴定來測(cè)定飽和食鹽水的電解率．
（3）部分實(shí)驗(yàn)過程如下：
①用堿式滴定管（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”）量取10.00mL電解后的溶液，加入錐形瓶中；
②向錐形瓶中加入幾滴酚酞試液，用0.2000mol•L^-1標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)液，邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，直到滴入最后一滴時(shí)，錐形瓶中溶液顏色由紅色變無色，并保持半分鐘不褪色時(shí)停止滴定；
③該小組所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	鹽酸體積（mL）
第一組	19.90
第二組	24.70
第三組	20.10
第四組	20.00

未電解前飽和食鹽水的物質(zhì)的量濃度為5.4mol•L^-1，經(jīng)計(jì)算，求出該食鹽水的電解率為7.4%．
④下列操作，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的是AB（填序號(hào)）．
A．滴定時(shí)錐形瓶中液滴飛濺出來
B．滴定前讀數(shù)時(shí)平視，終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視
C．錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒用待測(cè)液潤洗
D．酸式滴定管尖端氣泡沒有排除，滴定后消失．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈉溶液可以吸收氯氣發(fā)生反應(yīng)，電解池中B端為陽極生成氯氣，裝置B連C；依據(jù)甲裝置圖分析電解飽和食鹽水，溶液中氯離子在陽極上失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大，遇到酚酞溶液變紅色；
（2）電解飽和食鹽水，溶液中氯離子在陽極上失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，據(jù)此書寫電解反應(yīng)；
（3）①電解氯化鈉得到的是氫氧化鈉溶液；
②用鹽酸滴定氫氧化鈉溶液，加入酚酞作指示劑，則滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，溶液顯示中性，據(jù)此確定滴定終點(diǎn)；
③根據(jù)電解后得到氫氧化鈉的濃度計(jì)算電解了的氯化鈉的量，進(jìn)而計(jì)算電解率；
④根據(jù)c（NaOH）=$\frac{c（HCl）•V（HCl）}{V（NaOH）}$分析不當(dāng)操作對(duì)V（HCl）的影響，以此判斷濃度的誤差．

解答 解：（1）洗氣瓶a中盛放的為足量的氫氧化鈉溶液，通過測(cè)定洗氣瓶a在電解前后的質(zhì)量變化來計(jì)算飽和食鹽水的電解率，氫氧化鈉溶液可以吸收氯氣發(fā)生反應(yīng)，電解池中B端為陽極生成氯氣，裝置B連C，甲裝置圖分析電解飽和食鹽水，溶液中氯離子在陽極上失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大，遇到酚酞溶液變紅色，電解過程中甲裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：碳棒上有氣泡產(chǎn)生，鐵棒附近溶液變紅，
故答案為：B；鐵棒；
（2）電解飽和食鹽水，溶液中氯離子在陽極上失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，電解反應(yīng)為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）①電解氯化鈉得到的是氫氧化鈉溶液，應(yīng)選擇堿式滴定管量取10.00mL電解后的溶液，加入錐形瓶中，故答案為：堿式滴定管；
②用鹽酸滴定氫氧化鈉溶液，加入酚酞作指示劑，滴入最后一滴時(shí)，錐形瓶中溶液顏色由紅色變無色，并保持半分鐘不褪色；故答案為：滴入最后一滴時(shí)，錐形瓶中溶液顏色由紅色變無色，并保持半分鐘不褪色；
③2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，電解消耗鹽酸的體積是：$\frac{19.90+20.10+20.00}{3}$mL=20.00mL，消耗鹽酸的物質(zhì)的量：0.02L×0.2mol/L=0.004mol，所以100mL電解液中，電解的氯化鈉物質(zhì)的量為0.004mol，質(zhì)量=0.004mol×58.5g/mol=0.234g，10mL溶液氯化鈉溶液中含有溶質(zhì)氯化鈉質(zhì)量=5.4mol/L×0.01L×58.5g/mol=3.159g，電解率=$\frac{0.234g}{3.159g}×100%$=7.4%；故答案為：7.4%；
④A．滴定時(shí)錐形瓶中液滴飛濺出來，則待測(cè)液的量減小，所以消耗鹽酸體積減小，結(jié)果偏低，故正確；
B．滴定前讀數(shù)時(shí)平視，終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視，則消耗鹽酸體積減小，結(jié)果偏低，故正確；
C．錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒用待測(cè)液潤洗，不影響結(jié)果，故錯(cuò)誤；
D．酸式滴定管尖端氣泡沒有排除，滴定后消失，消耗鹽酸體積減小，結(jié)果偏高，故錯(cuò)誤；
故選AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，電解率實(shí)驗(yàn)測(cè)定方案的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算，注意金屬電解后溶液中溶質(zhì)成分是計(jì)算關(guān)鍵，題目難度中等．