Question

6．某化學(xué)科研小組研究電解飽和食鹽水的相關(guān)內(nèi)容．
Ⅰ．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：將甲中A或B口的氣體通入乙中的洗氣瓶，通過測(cè)定洗氣瓶D在電解前后質(zhì)量變化來計(jì)算飽和食鹽水的電解率．
（1）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↑．
（2）與導(dǎo)管口C相連的一極為B（填“A”或“B”）．甲裝置中產(chǎn)生NaOH的一極是鐵棒（填“鐵棒”或“碳棒”）．
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．
實(shí)驗(yàn)過程為：
a．電解幾分鐘后，量取10.00mL電解液（從含NaOH的一極取液），加入錐形瓶中．
b．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．
c．記錄滴定三次所耗鹽酸的體積如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	鹽酸體積（mL）
第一次	20.90
第二次	21.00
第三次	21.10

（3）滴定時(shí)，邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，直到溶液由紅色變無色，并保持半分鐘不褪色時(shí)停止滴定．
（4）若電解前飽和食鹽水的物質(zhì)的量濃度為5.4mol•L^-1，則該食鹽水的電解率表示為7.78%（用分?jǐn)?shù)表示出來即可，不用化簡(jiǎn)）．
（5）科研小組對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：方案一測(cè)得的電解率小于方案二的電解率，請(qǐng)分析可能的原因解生成的氯氣不能完全被吸收．

Answer 1

分析 （1）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)；
（2）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，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；
（3）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)；
（4）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；
（5）根據(jù)氯氣吸收不完全分析解答．

解答 解：（1）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\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）洗氣瓶D中盛放的為足量的氫氧化鈉溶液，通過測(cè)定洗氣瓶D在電解前后的質(zhì)量變化來計(jì)算飽和食鹽水的電解率，氫氧化鈉溶液可以吸收氯氣發(fā)生反應(yīng)，電解池中B端為陽極生成氯氣，裝置B連C，甲裝置圖分析電解飽和食鹽水，溶液中氯離子在陽極上失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大，所以甲裝置中產(chǎn)生NaOH的一極是陰極鐵棒，故答案為：B；鐵棒；
（3）用鹽酸滴定氫氧化鈉溶液，加入酚酞作指示劑，滴入最后一滴時(shí)，錐形瓶中溶液顏色由紅色變無色，并保持半分鐘不褪色；故答案為：紅色變無色，并保持半分鐘不褪色；
（4）2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，電解消耗鹽酸的體積是：$\frac{20.90+21.10+21.00}{3}$mL=21.00mL，消耗鹽酸的物質(zhì)的量：0.021L×0.2mol/L=0.0042mol，所以10mL電解液中，電解的氯化鈉物質(zhì)的量為0.0042mol，質(zhì)量=0.0042mol×58.5g/mol=0.2457g，10mL溶液氯化鈉溶液中含有溶質(zhì)氯化鈉質(zhì)量=5.4mol/L×0.01L×58.5g/mol=3.159g，電解率=$\frac{0.2457g}{3.159g}$=7.78%；故答案為：7.78%；
（5）因?yàn)殡娊馍�成的氯氣不能完全被吸收，所以方案一測(cè)得的電解率小于方案二的電解率，故答案為：解生成的氯氣不能完全被吸收．

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．