Question

小蘇打長期放置在空氣中會變質(zhì)（部分轉(zhuǎn)變?yōu)镹a₂CO₃），某研究小組測定某小蘇打樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計如下實驗方案：
Ⅰ．熱分解法
利用圖1裝置，充分加熱小蘇打樣品．
（1）儀器a的名稱為

 

．
（2）在實驗過程中，需要測量的實驗數(shù)據(jù)有：
①儀器a的質(zhì)量；  ②

 

 ③

 

Ⅱ．測量氣體的體積法
利用圖2裝置，測定反應(yīng)生成氣體的體積．
（1）組裝好儀器后，首先進(jìn)行的操作為

 

．
（2）導(dǎo)管g的作用為

 

．
（3）為了減少實驗誤差，B、C中最好利用

 

溶液代替水．
（4）待反應(yīng)結(jié)束，氣體冷卻至室溫后，利用圖2所示裝置讀取氣體體積時，應(yīng)注意的事項有：①

 

；②

 

．
（5）若所取樣品的質(zhì)量為mg，反應(yīng)前測定滴管C的讀數(shù)為V₁mL，反應(yīng)結(jié)束后滴管C的讀數(shù)為V₂mL，則測定樣品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之和為

 

（氣體的體積均已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積）．
Ⅲ．其他方案討論
測定該小蘇打樣品中的NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還可采用的方案有

 

（填選項字母）．
A．x g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱，蒸干、灼燒．得到固體y g
B．x g樣品與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，堿石灰增重y g
C．x g樣品與足量Ba（OH）₂溶液充分反應(yīng)、過濾、洗滌、烘干，得到固體y g．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：Ⅰ（1）該儀器名稱是坩堝；
（2）采用熱分解法測定碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)時要測定坩堝質(zhì)量、加熱前坩堝和樣品質(zhì)量、加熱后坩堝和殘留物的質(zhì)量；
Ⅱ（1）連接后儀器后在實驗前要檢查裝置氣密性；
（2）g的作用有平衡氣壓、減少誤差的作用；
（3）二氧化碳能溶于水，但難溶于飽和碳酸氫鈉溶液，從而減少誤差；
（4）讀數(shù)時，B、C兩管液面相平、視線與液面最低處相平；
（5）CO₂氣體體積=（V₁-V₂）mL，則n（CO₂）=

(V1-V2)×10-3L

22.4L/mol

，根據(jù)C原子守恒計算NaHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之和；
Ⅲ（6）A．最終得到固體成分是NaCl，根據(jù)Na原子守恒計算碳酸氫鈉；
B．堿石灰能吸收水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w；
C．最終得到固體為碳酸鋇，根據(jù)C原子守恒計算碳酸氫鈉．

解答： 解：Ⅰ（1）該儀器名稱是坩堝，故答案為：坩堝；
（2）采用熱分解法測定碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)時要測定坩堝質(zhì)量、加熱前坩堝和樣品質(zhì)量、加熱后坩堝和殘留物的質(zhì)量，利用質(zhì)量差進(jìn)行計算，所以②加熱前，儀器a和樣品的總質(zhì)量；③加熱冷卻后，儀器a和殘留物的總質(zhì)量，
故答案為：②加熱前，儀器a和樣品的總質(zhì)量；③加熱冷卻后，儀器a和殘留物的總質(zhì)量；
Ⅱ（1）連接后儀器后在實驗前要檢查裝置氣密性，否則可能導(dǎo)致實驗失敗，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）①平衡分液漏斗與錐形瓶內(nèi)的氣壓，使液體順利流下，否則稀硫酸不易流下；②滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的體積誤差，而使測量更準(zhǔn)確，
故答案為：①平衡分液漏斗與錐形瓶內(nèi)的氣壓，使液體順利流下；②滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的體積誤差；
（3）二氧化碳能溶于水，但難溶于飽和碳酸氫鈉溶液，從而減少誤差，所以可以用飽和碳酸氫鈉代替水，故答案為：飽和NaHCO₃；
（4）讀數(shù)時，B、C兩管液面相平、視線與液面最低處相平，否則易產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致計算結(jié)果有誤差，故答案為：讀數(shù)時應(yīng)上下移動C管，使B、C兩管液面相平；視線與液面最低處相平；
（5）CO₂氣體體積=（V₁-V₂）mL，則n（CO₂）=

(V1-V2)×10-3L

22.4L/mol

，根據(jù)C原子守恒得n（NaHCO₃）+n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=

(V1-V2)×10-3L

22.4L/mol

=

V1-V2

22400

mol，故答案為：

V1-V2

22400

mol；
Ⅲ（6）A．最終得到固體成分是NaCl，根據(jù)Na原子守恒計算碳酸氫鈉質(zhì)量，從而計算碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故正確；
B．堿石灰能吸收水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w，所以堿金屬增加的質(zhì)量不僅僅是二氧化碳，所以無法計算碳酸氫鈉質(zhì)量，導(dǎo)致無法計算碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故錯誤；
C．最終得到固體為碳酸鋇，根據(jù)C原子守恒計算碳酸氫鈉質(zhì)量，從而計算碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故正確；
故選AC．

點評：本題采用多種方法測定碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，同時考查學(xué)生基本實驗操作、實驗分析、計算能力、對比能力等，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，注意滴定管刻度遵循“上小下大”原則，難點是分析導(dǎo)管g的作用，題目難度中等．