Question

14．小華和小慧兩位同學(xué)分別用如圖所示的裝置進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，實(shí)驗(yàn)前小華向水中加入硫酸鈉固體．則檢驗(yàn)b試管中產(chǎn)生的氣體的方法是帶火星的木條．
小慧在做實(shí)驗(yàn)時(shí)誤將氯化鈉當(dāng)成硫酸鈉加入水中，結(jié)果在檢驗(yàn)b氣體時(shí)聞到一股刺激性氣味．在老師的指導(dǎo)下小華和小慧一起就這一異�，F(xiàn)象開展了研究．
【定性研究】
1．小慧猜想刺激性氣味氣體是氯化氫或氨氣．小華則認(rèn)為一定不是氨氣，理由是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒有氮元素，所以不可能生成氨氣．在老師指導(dǎo)下得知：①食鹽水通電時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②氯氣是一種有刺激性氣味的有毒氣體．由此可推測(cè)該刺激性氣味的氣體是氯氣．
2．為確定剩余溶液中的溶質(zhì)，小慧進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫她將實(shí)驗(yàn)報(bào)告補(bǔ)充完整．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量剩余溶液，滴入氯化銅溶液．	產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀	溶液中含有氫氧化鈉
②將①中反應(yīng)后混合物過濾，向?yàn)V液中加入足量稀硝酸再滴入幾滴硝酸銀溶液	產(chǎn)生白色沉淀	溶液中含有氯化鈉

小華則認(rèn)為實(shí)驗(yàn)②不能確定一定有氯化鈉，理由是①的反應(yīng)中氯化銅和氫氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉和氫氧化銅，生成物中有氯化鈉，向?yàn)V液中加入足量稀硝酸再滴入幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，所以不能證明原溶液中含有氯化鈉．
【定量研究】

兩位同學(xué)按如圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（1）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(yīng)．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，取上層溶液，滴加氫氧化鈉溶液，如果產(chǎn)生白色沉淀，說明氯化鎂過量，如果沒有明顯現(xiàn)象，說明氯化鎂不過量（寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（2）計(jì)算待測(cè)液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.6%．
（3）若步驟④中缺少洗滌干燥的操作，所測(cè)定氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“沒影響”）．

Answer 1

分析 根據(jù)水電解實(shí)驗(yàn)的原理、現(xiàn)象及產(chǎn)物檢驗(yàn)進(jìn)行分析，氧氣可用帶火星木條檢驗(yàn)，氫氣可用燃著的木條檢驗(yàn)；
【定性研究】Ⅰ、根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析；
Ⅱ、①根據(jù)產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀為氫氧化銅進(jìn)行分析；
②根據(jù)氯離子的檢驗(yàn)進(jìn)行分析；
【定量研究】（1）根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)，氯化鎂的性質(zhì)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)影響計(jì)算結(jié)果的因素進(jìn)行分析．

解答 解：電解水生成氫氣和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
電解水時(shí)，正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，二者的體積比水1：2；b中氣體體積小為氧氣，能使帶火星木條復(fù)燃；
【定性研究】Ⅰ、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒有氮元素，所以不可能生成氨氣；故填：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒有氮元素，所以不可能生成氨氣；
食鹽水在通電時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$↑NaOH+H₂↑+Cl₂↑，氯氣是種有刺激性氣味的有毒氣體，所以該氣體為氯氣；
Ⅱ、①取少量剩余溶液，滴入氯化銅溶液，產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀，為氫氧化銅，所以溶液中含有氫氧化鈉；故填：氫氧化鈉；
②將①中反應(yīng)后混合物過濾，向?yàn)V液中加入足量稀硝酸再滴入幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，為氯化銀，說明溶液中含有氯離子；
在①的反應(yīng)中氯化銅和氫氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉和氫氧化銅，生成物中有氯化鈉，向?yàn)V液中加入足量稀硝酸再滴入幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，所以不能證明原溶液中含有氯化鈉；故填：①的反應(yīng)中氯化銅和氫氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉和氫氧化銅，生成物中有氯化鈉，向?yàn)V液中加入足量稀硝酸再滴入幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，所以不能證明原溶液中含有氯化鈉；
【定量研究】（1）氫氧化鈉和氯化鎂反應(yīng)，生成氯化鈉和氫氧化鎂，加入氯化鎂溶液必需足量，目的是使氫氧化鈉完全反應(yīng)；判斷所加氯化鎂溶液是否過量的具體操作：靜置，取上層溶液，滴加氫氧化鈉溶液，如果產(chǎn)生白色沉淀，說明氯化鎂過量，如果沒有明顯現(xiàn)象，說明氯化鎂不過量；故填：使氫氧化鈉完全反應(yīng)；取上層溶液，滴加氫氧化鈉溶液，如果產(chǎn)生白色沉淀，說明氯化鎂過量，如果沒有明顯現(xiàn)象，說明氯化鎂不過量；
（2）設(shè)參加反應(yīng)的氫氧化鈉質(zhì)量為x
MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl
             80                              58
               x                           1.16g
$\frac{80}{x}=\frac{58}{1.16g}$
x=1.6g
待測(cè)液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.6g}{100g}$×100%=1.6%；
（3）若步驟④中缺少洗滌干燥的操作，會(huì)使氫氧化鎂中含有雜質(zhì)，使質(zhì)量增大，從而使計(jì)算的氫氧化鈉質(zhì)量增大；故填：偏大；
故答案為：
2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；帶火星的木條；
【定性研究】Ⅰ、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒有氮元素，所以不可能生成氨氣；氯氣；
Ⅱ、①氫氧化鈉；②產(chǎn)生白色沉淀；
①的反應(yīng)中氯化銅和氫氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉和氫氧化銅，生成物中有氯化鈉，向?yàn)V液中加入足量稀硝酸再滴入幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，所以不能證明原溶液中含有氯化鈉；
【定量研究】（1）使氫氧化鈉完全反應(yīng)；取上層溶液，滴加氫氧化鈉溶液，如果產(chǎn)生白色沉淀，說明氯化鎂過量，如果沒有明顯現(xiàn)象，說明氯化鎂不過量；
（2）1.6%；
（3）偏大．

點(diǎn)評(píng) 明確水電解的原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論解答本題關(guān)健．記住電解水時(shí)正氧負(fù)氫，氫二氧一；氫氣具有可燃性，點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸，點(diǎn)燃前要驗(yàn)純是解答本題關(guān)鍵．