Question

現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生，欲測定某工業(yè)純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92%～96%），分別設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你幫助他們完成實(shí)驗(yàn)．
甲：用

 

（填實(shí)驗(yàn)儀器名稱，不止一種，下同）稱取10.0g樣品，利用如圖所示裝置，測出反應(yīng)后裝置C中堿石灰增重3.52g．裝置D中堿石灰的作用是

 

．
乙：準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后，用

 

（填實(shí)驗(yàn)儀器名稱）配成1000mL溶液，用

 

式滴定管量取25.00mL溶液放入錐形瓶中，加入2滴酚酞作指示劑，用0.15mol/L的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至終點(diǎn)（有關(guān)反應(yīng)為Na2CO3+HCl

. .

NaCl+NaHCO3）．完成三次平行實(shí)驗(yàn)后，消耗鹽酸體積的平均值為15.00mL．
丙：準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后，向其中加入過量的鹽酸，充分反應(yīng)直至樣品中無氣泡冒出，蒸干混合溶液將所得的固體物質(zhì)置于干燥器中，冷卻至室溫后稱量．反復(fù)加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體的質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹�，此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g．請(qǐng)分析、計(jì)算后填表：

分析與計(jì)算 分組	計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)	實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)	實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因及對(duì)結(jié)果的影響
甲	①	失敗	②
乙	③	成功	-----
丙	④	成功	----

Answer 1

分析：甲：稱量樣品質(zhì)量需要用托盤天平進(jìn)行稱量過程中用到取用樣品的藥匙、相同大小的濾紙；裝置D是堿石灰防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入D產(chǎn)生誤差；
乙：配制溶液的儀器是1000ml容量瓶，溶解物質(zhì)的燒杯和玻璃棒，定容時(shí)用到的膠頭滴管；碳酸鈉溶液水解呈堿性，應(yīng)選擇堿式滴定管；
丙：準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后，向其中加入過量的鹽酸，充分反應(yīng)直至樣品中無氣泡冒出，蒸干混合溶液將所得的固體物質(zhì)置于干燥器中，冷卻至室溫后稱量．反復(fù)加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體的質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹�，此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g；
依據(jù)題干條件分別計(jì)算甲、乙、丙中碳酸鈉的含量分析判斷；

解答：解：甲：稱量樣品質(zhì)量需要用托盤天平進(jìn)行稱量過程中用到取用樣品的藥匙、相同大小的濾紙；裝置D是堿石灰防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入D產(chǎn)生誤差；
故答案為：托盤天平、藥匙、濾紙；防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置C，減少誤差；
乙：配制溶液的儀器是1000ml容量瓶，溶解物質(zhì)的燒杯和玻璃棒，定容時(shí)用到的膠頭滴管；碳酸鈉溶液水解呈堿性，應(yīng)選擇堿式滴定管；
故答案為：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、1000ml容量瓶；堿式；
丙：準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后，向其中加入過量的鹽酸，充分反應(yīng)直至樣品中無氣泡冒出，蒸干混合溶液將所得的固體物質(zhì)置于干燥器中，冷卻至室溫后稱量．反復(fù)加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體的質(zhì)量幾乎不變?yōu)橹�，此時(shí)所得固體的質(zhì)量為10.99g，設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為X．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ 質(zhì)量差
106          117             11
X                         10.99g-10.0g=0.99g

106

11

=

X

0.99

 
X=9.54
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

9.54g

10.0g

×100%=95.4%
故答案為：95.4%
甲：稱取10.0g樣品，利用如圖所示裝置，測出反應(yīng)后裝置C中堿石灰增重3.52g是二氧化碳，物質(zhì)的量=

3，52g

44g/mol

=0.08mol，碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.08mol×106g/mol

10.0g

×100%=84.8%；失敗的原因反應(yīng)生成的二氧化碳部分殘留在裝置A中，沒有完全被裝置C中的堿石灰吸收，結(jié)果偏�。�
故答案為：84.8%；反應(yīng)生成的二氧化碳部分殘留在裝置A中，沒有完全被裝置C中的堿石灰吸收，結(jié)果偏小；
乙：準(zhǔn)確稱取10.00g樣品后，配成1000mL溶液，量取25.00mL溶液放入錐形瓶中，加入2滴酚酞作指示劑，用0.15mol/L的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至終點(diǎn)（有關(guān)反應(yīng)為Na2CO3+HCl

. .

NaCl+NaHCO3）．完成三次平行實(shí)驗(yàn)后，消耗鹽酸體積的平均值為15.00mL，25ml中碳酸鈉物質(zhì)的量=0.15mol/L×0.015L=0.00225mol；1000mL溶液中含碳酸鈉物質(zhì)的量=0.09mol，碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.09mol×106g/mol

10.0g

×100%=95.4%；
故答案為：95.4%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查探究物質(zhì)含量測定方法和解決新問題能力，能很好地訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，注意本題方法的計(jì)算應(yīng)用和誤差分析判斷，題目難度中等．