Question

20．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）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)，理由是因鹽酸易揮發(fā)，過量的鹽酸在加熱過程中揮發(fā)不殘留，不影響結(jié)果．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)稱量的固體成分是氯化鈉（填化學(xué)式）．若測(cè)得開始樣品質(zhì)量為19g，結(jié)束時(shí)固體質(zhì)量為17.55g，則混合物中含有的碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g．
方案Ⅱ：乙組同學(xué)的主要實(shí)驗(yàn)流程圖如下：

說(shuō)明：流程圖中“稱量C”指的是稱量裝置C（見下圖）的質(zhì)量．按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（3）圖B中所裝試劑為濃硫酸．在C中裝堿石灰來(lái)吸收凈化后的氣體．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．
（4）有的同學(xué)認(rèn)為為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，在反應(yīng)前后都應(yīng)通入N₂，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D裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差．
方案Ⅲ：氣體分析法
（5）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b（填序號(hào)）使測(cè)量誤差較�。�
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

分析 方案Ⅰ．（1）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(wú)影響；
（2）碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉，溶液蒸發(fā)后得氯化鈉固體，根據(jù)樣品的質(zhì)量和生成氯化鈉的質(zhì)量列方程組可求得混合物中含有的碳酸鈉的質(zhì)量；
方案Ⅱ、碳酸鈉和碳酸氫鈉與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，把除去水蒸氣的二氧化碳被堿石灰吸收，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)；
（3）裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去；在C中裝堿石灰來(lái)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；
（4）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
（5）所選液體不溶解二氧化碳．

解答 解：方案Ⅰ．（1）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(wú)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；
（2）碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉，溶液蒸發(fā)后得氯化鈉固體，設(shè)樣品中碳酸鈉的物質(zhì)的量為xmol，碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{106x+84y=19}\\{（2x+y）×58.5=17.55}\end{array}\right.$，解得x=0.1mol，所以混合物中含有的碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，
故答案為：氯化鈉；10.6；
Ⅱ、（3）裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去，故用濃硫酸來(lái)除去水蒸氣；空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)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(gè)干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；
故答案為：濃硫酸；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；
（4）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(huì)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(cè)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；
方案Ⅲ：氣體分析法
（5）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．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究和組成分析判斷，主要是實(shí)驗(yàn)過程的分析，掌握基本操作和測(cè)定原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．