Question

【題目】某校課外小組為測定某碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙兩組同學(xué)分別進(jìn)行了下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

方案Ⅰ．甲組同學(xué)用氣體體積測量法

（1）把一定量樣品與足量稀硫酸反應(yīng)后，用如圖裝置測量產(chǎn)生CO2氣體的體積，B溶液最好采用__________（以下選項(xiàng)中選擇）使測量誤差較小．

A．飽和碳酸鈉溶液

B．飽和碳酸氫鈉溶液

C．飽和氫氧化鈉溶液

D．飽和鹽酸溶液

方案Ⅱ：乙組同學(xué)的主要實(shí)驗(yàn)流程圖如下：

按如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（已知：堿石灰中含有NaOH和CaO，能吸收水分和酸性氣體）

（2）在D中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體．E裝置的作用是______________________．

（3）有的同學(xué)認(rèn)為為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，在反應(yīng)前后都通入N2，反應(yīng)后通入N2的目的是_______________________________．

方案Ⅲ：丙組同學(xué)用質(zhì)量法，按如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（4）實(shí)驗(yàn)時，蒸發(fā)結(jié)晶操作中，除了酒精燈外，還要用到的玻璃儀器是________

（5）有同學(xué)認(rèn)為“加入適量鹽酸”不好操控，應(yīng)改為“過量鹽酸”，便于操作且不影響測定的準(zhǔn)確性，為什么__________________________________

（6）若實(shí)驗(yàn)中測得樣品質(zhì)量為46.4g，固體質(zhì)量為40.95g，則碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】B 吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性 將B、C裝置中殘留CO2全部驅(qū)入D裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差 對， 因鹽酸易揮發(fā)，過量的鹽酸在加熱過程中揮發(fā)不殘留，不影響結(jié)果 玻璃棒 45.7%

【解析】

（1）所選液體不溶解二氧化碳；

（2）在D中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體，測定生成氣體質(zhì)量，該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，故應(yīng)保證產(chǎn)生的二氧化碳完全被吸收，而空氣中二氧化碳不能被吸收，裝置E是防止空氣中的氣體進(jìn)入裝置D；

（3）所以反應(yīng)前后都要通入N2，反應(yīng)后通入N2的目的是：排盡裝置內(nèi)的空氣，將生成的二氧化碳從容器內(nèi)排出，被C裝置中堿石灰吸收；

蒸發(fā)結(jié)晶操作中，需要蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等；

（5）根據(jù)測定方法分析，利用的是樣品質(zhì)量和反應(yīng)后所得氯化鈉的質(zhì)量計(jì)算，過濾鹽酸再蒸發(fā)濃縮時揮發(fā)，對測定結(jié)果無影響；

（6）若實(shí)驗(yàn)中測得樣品質(zhì)量為46.4g，固體質(zhì)量為40.95g為氯化鈉，根據(jù)鈉元素守恒計(jì)算進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

(1)利用測定反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w體積的方法測定，在碳酸氫鈉溶液中二氧化碳不反應(yīng)，溶解度減小，利用裝置圖排飽和碳酸氫鈉溶液測定二氧化碳?xì)怏w的體積，二氧化碳和碳酸鈉、氫氧化鈉都反應(yīng)，在硫酸銅溶液中也溶解，

故答案為：b.

Ⅱ、(2)空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收，故D的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；

故答案為：吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；

(3)該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)前容器內(nèi)含有空氣,空氣中含有二氧化碳,會影響生成的二氧化碳的量,反應(yīng)后裝置中容器內(nèi)含有二氧化碳,不能被C中堿石灰完全吸收,導(dǎo)致測定結(jié)果有較大誤差,所以反應(yīng)前后都要通入N2,反應(yīng)后通入N2的目的是：將生成的二氧化碳從容器內(nèi)排出，被C裝置中堿石灰吸收；

故答案為：將B、C裝置中殘留CO2全部驅(qū)入D裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差；

(4)蒸發(fā)結(jié)晶操作中，需要蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等，故答案為：蒸發(fā)皿、玻璃棒；

(5)利用的是樣品質(zhì)量和反應(yīng)后所得氯化鈉的質(zhì)量計(jì)算，過濾鹽酸再蒸發(fā)濃縮時揮發(fā)，對測定結(jié)果無影響，改為“過量鹽酸”，便于操作且不影響測定的準(zhǔn)確性，因鹽酸易揮發(fā)，過量的鹽酸在加熱過程中揮發(fā)不殘留，不影響結(jié)果；

故答案為：因鹽酸易揮發(fā)，過量的鹽酸在加熱過程中揮發(fā)不殘留，不影響結(jié)果；

(6)若實(shí)驗(yàn)中測得樣品質(zhì)量為46.4g，固體質(zhì)量為40.95g，設(shè)碳酸鈉物質(zhì)的量為x，碳酸氫鈉物質(zhì)的量為y，

106x+84y=46.4g

2x+y==0.7mol

x=0.2mol

y=0.3mol

碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=45.7%，

故答案為：45.7%。