(2011•抚顺二模)某校化学研究学习小组设计如下实验方案,测定小苏打样品中纯碱的质量分数.

(2011•抚顺二模)某校化学研究学习小组设计如下实验方案,测定小苏打样品中纯碱的质量分数.
(1)方案一:称取一定质量的样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称量剩余固体质量,计算.实验中反应化学方程式为
2NaHCO3
.
Na2CO3+CO2↑+H2O
2NaHCO3
.
Na2CO3+CO2↑+H2O

(2)方案二:按图装置进行实验,已知B中盛放的是浓H2SO4.回答以下问题:
①实验加入药品前应先______.分液漏斗中应该装______(填“盐酸”或“稀硫酸”).D装置的作用是______.
②实验中除称量样品质量外,还需称______装置(用字母表示)前后质量的变化.
③根据此实验得到的数据,测定结果有较大误差.因为实验装置还存在一个明显缺陷,该缺陷是______.
(3)方案三:称取一定量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥沉淀,称量固体质量,计算.
①过滤操作中,除了烧杯、漏斗外还用到的玻璃仪器是______.
②若加入试剂改为氢氧化钡,已知称得样品9.5g,干燥的沉淀质量为19.7g,则样品中碳酸钠的质量分数为______(保留一位小数).
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aodf2e 春芽

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解题思路:(1)碳酸氢钠加热发生反应生成碳酸钠、二氧化碳和水;
(2)该方案原理为一定量混合样品与足量的稀硫酸分别发生如下反应Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O,
2 NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O↑,根据所产生的CO2的质量,可以分别求得样品中Na2CO3和NaHCO3的质量从而得出纯碱的质量分数.该方案关键是要获得产生的CO2的质量,自然在实验前要检查装置的气密性,要将装置中的CO2全部被碱石灰所吸收,要称量碱石灰在吸收CO2前后的质量.
①制备气体实验,实验前应先检验装置气密性.盐酸具有挥发性,会影响实验结果.D干燥管中的碱石灰吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入C.
②实验根据C装置前后质量变化判断生成二氧化碳的质量,样品质量是碳酸钠和碳酸氢钠的质量,和稀硫酸反应后生成的二氧化碳被C中的碱石灰吸收称量得到二氧化碳的质量;
③装置中容器内含有二氧化碳,不能被C中碱石灰完全吸收,导致测定结果有较大误差.
(3)在一定量样品中加入足量Ba(OH)2溶液,此时分别发生如下反应Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH,NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+NaOH+H2O,均产生BaCO3沉淀,根据样品的总量和生成BaCO3沉淀的量,就可得出纯碱的质量分数.
①依据过滤实验装置和操作步骤分析需要的玻璃仪器;
②样品中加入氢氧化钡会和碳酸钠、碳酸氢钠反应生成碳酸钡沉淀,依据样品质量和沉淀质量列式计算得到碳酸钠质量,来计算碳酸钠质量分数;

(1)碳酸氢钠加热发生反应生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式:2NaHCO3


.
Na2CO3+CO2↑+H2O;
故答案为:2NaHCO3


.
Na2CO3+CO2↑+H2O;
(2)①该方案是要获得产生的CO2的质量,在实验前要检查装置的气密性;盐酸具有挥发性,会影响实验结果,所以选择稀硫酸;D干燥管中的碱石灰吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入C被吸收,减少误差,
故答案为:检查装置的气密性;硫酸;防止空气中水蒸气、CO2进入C管被吸收;
②根据所产生的CO2的质量及样品质量,分别求得样品中Na2CO3和NaHCO3的质量从而得出纯碱的质量分数,所以需称量C装置前后质量变化判断生成二氧化碳的质量,
故答案为:C;
③装置中的二氧化碳不能全部被装置C吸收,装置A、B中容器内含有二氧化碳,不能被C中碱石灰完全吸收,导致测定结果有较大误差.
故答案为:装置A、B中容器内含有二氧化碳,不能被C中碱石灰完全吸收,导致测定结果有较大误差.
(3)①过滤操作中,除了烧杯、漏斗外还用到玻璃棒引流.
故答案为:玻璃棒.
②发生反应Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH,NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+NaOH+H2O.
样品9.5g,干燥的沉淀碳酸钡质量为19.7g,物质的量为[19.7g/197g/mol]=0.1mol,令样品中碳酸钠的物质的量为xmol、碳酸氢钠的物质的量为ymol,则106x+84y=9.5,x+y=0.1,解得x=0.05,y=0.05.所以碳酸钠的质量为106g/mol×0.05mol=5.3g,所以碳酸钠质量分数为[5.3g/9.5g]×100%=55.8%.
故答案为:55.8%.

点评:
本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量;钠的重要化合物.

考点点评: 本题考查了混合物的成分实验分析,设计和计算应用,以实验探究“测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数”为载体,考查学生对于实验原理与装置理解评价、实验基本操作、化学计算等,难度中等,题目涉及到的小苏打和纯碱的化学知识是多方面的,构成了一道多角度的探究题,题目难度中等.

1年前

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