Question

【題目】某校課外小組為測(cè)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)用質(zhì)量法，按如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，蒸發(fā)結(jié)晶操作中，除了酒精燈外，還要用到的儀器是_______

（2）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(cè)定的準(zhǔn)確性，你認(rèn)為對(duì)或錯(cuò)_______，為什么___________________

（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)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）

（4）蒸發(fā)結(jié)晶過程中若有固體飛濺，測(cè)得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____________（填偏大 偏小 無影響）．

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)：

（5）在C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體．D裝置的作用是_____________________．

（6）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：氣體分析法

（7）把一定量樣品與足量稀硫酸反應(yīng)后，用如圖裝置測(cè)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(cè)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．飽和硫酸銅溶液

Answer 1

【答案】）蒸發(fā)皿、玻璃棒 對(duì) 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 45.7% 偏小 吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個(gè)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C裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差 B

【解析】

方案Ⅰ、樣品溶液后加入鹽酸，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉溶液，碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，稱量固體質(zhì)量，依據(jù)鈉元素守恒進(jìn)而求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（1）蒸發(fā)結(jié)晶操作中，需要蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等；

（2）根據(jù)測(cè)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(shí)揮發(fā)，對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響；

（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)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)；

（4）蒸發(fā)結(jié)晶過程中若有固體飛濺，氯化鈉質(zhì)量減少，測(cè)定碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)減�。�

方案Ⅱ、稱取一定量樣品裝入廣口瓶中，打并止水夾，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘用來趕凈裝置中的空氣，關(guān)閉止水夾，在干燥管內(nèi)填滿堿石灰，稱量，緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止，打開止水夾，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘，把生成的二氧化碳全部趕到堿石灰干燥管中全部吸收，再稱量干燥管質(zhì)量，通過堿石灰的增重求得二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量和樣品質(zhì)量求得碳酸鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（5）在C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體，測(cè)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D是防止空氣中的氣體進(jìn)入裝置C；

（6）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；

方案Ⅲ：氣體分析法

（7）所選液體不溶解二氧化碳。

（1）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；

（2）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(shí)揮發(fā)，對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響，改為“過量鹽酸”，便于操作且不影響測(cè)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；

（3）設(shè)碳酸鈉的物質(zhì)的量為xmol、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為ymol，則，解得x=0.2mol，y=0.3mol；碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45.7%；

（4）由于碳酸鈉中鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于碳酸氫鈉，所以蒸發(fā)結(jié)晶過程中若有固體飛濺，測(cè)得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�

（5）方案Ⅱ是根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量測(cè)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，D裝置的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個(gè)干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；

（6）反應(yīng)后通入N2的目的是將B、C裝置中殘留CO2全部驅(qū)入C裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差；

(7) 利用測(cè)定反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w體積的方法測(cè)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(cè)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。