Question

碳酸鈉，化學(xué)式Na₂CO₃，俗稱純堿．“純堿中常常會(huì)混有少量的氯化鈉”．某研究性學(xué)習(xí)小組以一包純堿（若有雜質(zhì)，只考慮為氯化鈉）為研究對(duì)象，探究該純堿樣品中碳酸鈉的含量．請(qǐng)你參與他們的活動(dòng)．
【小組討論】
觀點(diǎn)Ⅰ：純堿樣品中只含有碳酸鈉
觀點(diǎn)Ⅱ：純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
甲方案
Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅱ操作步驟：稱取13.25g純堿樣品，加入過(guò)量的澄清石灰水，充分?jǐn)嚢瑁�過(guò)濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀10.00g
Ⅲ數(shù)據(jù)處理：請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
計(jì)算過(guò)程：
Ⅳ實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

 

．
乙方案
Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅱ?qū)嶒?yàn)結(jié)論：
（1）當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

 

（填寫含a、b字母的表達(dá)式，下同）時(shí)，純堿樣品中只含有碳酸鈉，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%．
（2）當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

 

時(shí)，純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
誤差分析：（1）甲方案中，白色沉淀的質(zhì)量在過(guò)濾、干燥等操作過(guò)程中會(huì)有所損耗，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏�。�
（2）乙方案中，有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒有全部逸出，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比

 

（填寫“偏大”、“偏小”或“不變”）．
【交流反思】
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需用玻璃棒不斷攪拌，該操作的目的是

 

．
（2）甲方案實(shí)驗(yàn)操作中，對(duì)沉淀洗滌的目的是：

 

．
（3）乙方案中，需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸．現(xiàn)有一瓶98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³），配制乙方案中實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸，至少需要濃硫酸的體積是

 

mL（填寫含字母的表達(dá)式）．濃硫酸稀釋的正確操作是

 

．

Answer 1

分析：信息給予題構(gòu)思新穎，思維富有靈活性和創(chuàng)造性，能較好地反映出同學(xué)們對(duì)信息的提取、分析、加工以及對(duì)知識(shí)的遷移能力．選材多來(lái)源于生活實(shí)際、社會(huì)熱點(diǎn)、科技新發(fā)明等．
本題的甲方案：根據(jù)Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．Ⅱ操作步驟：稱取13.25g純堿樣品，加入過(guò)量的澄清石灰水，充分?jǐn)嚢瑁�過(guò)濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀10.00g；Ⅲ數(shù)據(jù)處理：請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．則根據(jù)化學(xué)方程式可求碳酸鈉的質(zhì)量，則可求純堿樣品中的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
本題的乙方案，Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】解：設(shè)純堿樣品中含Na₂CO₃的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
x               10.00g

106

x

=

100

10.00g

   x=10.6g 
純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

10.6g

13.25g

×100%=80%
而乙方案：Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅱ?qū)嶒?yàn)結(jié)論：
（1）當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

a

b

=

53

22

（或22a=53b；或a=

53

22

b等）（填寫含a、b字母的表達(dá)式，下同）時(shí)，純堿樣品中只含有碳酸鈉，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%．
（2）當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

a

b

＞

53

22

時(shí)，純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

53b

22a

×100%．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
誤差分析：（1）甲方案中，白色沉淀的質(zhì)量在過(guò)濾、干燥等操作過(guò)程中會(huì)有所損耗，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏�。�
（2）乙方案中，有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒有全部逸出，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏�。�
【交流反思】
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需用玻璃棒不斷攪拌，該操作的目的是 使反應(yīng)充分進(jìn)行．
（2）甲方案實(shí)驗(yàn)操作中，對(duì)沉淀洗滌的目的是：除去沉淀表面附著的其它物質(zhì)，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差．
（3）乙方案中，需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸．現(xiàn)有一瓶98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³），配制乙方案中實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸，至少需要濃硫酸的體積是1.24bmL（填寫含字母的表達(dá)式）．濃硫酸稀釋的正確操作是把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌． 
故答為：Ⅳ實(shí)驗(yàn)結(jié)論：純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，且樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80%．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）

a

b

=

53

22

（或22a=53b；或a=

53

22

b等）；（2）

a

b

＞

53

22

53b

22a

×100%（合理表達(dá)即給分）   
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（2）偏小 
【交流反思】（1）使反應(yīng)充分進(jìn)行
（2）除去沉淀表面附著的其它物質(zhì)，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差．
（3）1.4b，把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌

點(diǎn)評(píng)：這類問(wèn)題往往將計(jì)算和實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行考查．這就要求同學(xué)們對(duì)常見物質(zhì)的性質(zhì)掌握牢固，并能熟練地進(jìn)行基本的化學(xué)計(jì)算．這類試題大多是由題干和問(wèn)題兩部分組成，題干中實(shí)際上已給出一系列的提示，要求根據(jù)提出的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)有用的信息，充分發(fā)揮聯(lián)想，與已有的知識(shí)建立聯(lián)系，然后進(jìn)行類比推導(dǎo)．