Question

某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，測定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）方案一：稱取一定質(zhì)量的樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質(zhì)量，計(jì)算．實(shí)驗(yàn)中加熱至恒重的目的是______．
（2）方案二：按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．并回答以下問題：

①實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先______．分液漏斗中應(yīng)該裝______（填“鹽酸”或“稀硫酸鹽”）．D裝置的作用是______；
②實(shí)驗(yàn)中除稱量樣品質(zhì)量外，還需稱______裝置（用字母表示）前后質(zhì)量的變化；
③根據(jù)此實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，測定結(jié)果有較大誤差．因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯缺陷，該缺陷是______．
（3）方案三：稱取一定量樣品，置于小燒杯中，加適量水溶解，向小燒杯中加入足量氯化鋇溶液，過濾洗滌，干燥沉淀，稱量固體質(zhì)量，計(jì)算：
①過濾操作中，除了燒杯、漏斗外還用到的玻璃儀器有______；
②試驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是______、______；
③若加入試劑改為氫氧化鋇，已知稱得樣品9.5g，干燥的沉淀質(zhì)量為19.7g，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

【答案】分析：（1）該方案原理為在加熱的條件下Na₂CO₃能夠穩(wěn)定存在，而NaHCO₃較易發(fā)生如下的分解反應(yīng)2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，從而可根據(jù)其反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂和水蒸汽H₂O的量或殘留的固體的量推算出小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
該方案根據(jù)加熱后殘?jiān)�的質(zhì)量來求解，自然要加熱至恒重，以保證NaHCO₃全部分解．
（2）該方案原理為一定量混合樣品與足量的稀硫酸分別發(fā)生如下反應(yīng)Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O，
2 NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO4+2CO₂↑+2H₂O↑，根據(jù)所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，可以分別求得樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的質(zhì)量從而得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，自然在實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性，要將裝置中的CO₂全部被堿石灰所吸收，要稱量堿石灰在吸收CO₂前后的質(zhì)量．
①制備氣體實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢驗(yàn)裝置氣密性．鹽酸具有揮發(fā)性，會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．D干燥管中的堿石灰吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C．
②實(shí)驗(yàn)根據(jù)C裝置前后質(zhì)量變化判斷生成二氧化碳的質(zhì)量．
③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)致測定結(jié)果有較大誤差．
（3）該方案原理為在樣品中加入BaCl₂溶液，其中Na₂CO₃可與BaCl₂發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，
而NaHCO₃與BaCl₂則不反應(yīng)．從而根擗產(chǎn)生的沉淀量，得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
方案關(guān)鍵是測定BaCO₃沉淀的質(zhì)量，自然要保證沉淀完全，要正確過濾好．
①根據(jù)過濾具體操作判斷所需儀器．
②試驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是：取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全．
③在一定量樣品中加入足量Ba（OH）₂溶液，此時(shí)分別發(fā)生如下反應(yīng)Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH，NaHCO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+NaOH+H₂O，均產(chǎn)生BaCO₃沉淀，根據(jù)樣品的總量和生成BaCO₃沉淀的量，就可得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
解答：解：（1）該方案根據(jù)加熱后殘?jiān)�的質(zhì)量來求解，要加熱至恒重，以保證NaHCO₃全部分解．
故答案為：保證NaHCO₃全部分解．
（2）①該方案是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性；鹽酸具有揮發(fā)性，會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以選擇稀硫酸；D干燥管中的堿石灰吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C被吸收，減少誤差．
故答案為：檢查裝置的氣密性；稀硫酸；吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C被吸收．
②根據(jù)所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量及樣品質(zhì)量，分別求得樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的質(zhì)量從而得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以需稱量C裝置前后質(zhì)量變化判斷生成二氧化碳的質(zhì)量．
故答案為：C．
③裝置A、B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)致測定結(jié)果有較大誤差．
故答案為：裝置A、B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)致測定結(jié)果有較大誤差．
（3）①過濾操作中，除了燒杯、漏斗外還用到玻璃棒引流．
故答案為：玻璃棒．
②試驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是：取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全．
故答案為：取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全．
 ③發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH，NaHCO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+NaOH+H₂O．
樣品9.5g，干燥的沉淀碳酸鋇質(zhì)量為19.7g，物質(zhì)的量為=0.1mol，令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106x+84y=9.5，x+y=0.1，解得x=0.05，y=0.05．所以碳酸鈉的質(zhì)量為106g/mol×0.05mol=5.3g，所以碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=55.8%．
故答案為：55.8%．
點(diǎn)評：以實(shí)驗(yàn)探究“測定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”為載體，考查學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)原理與裝置理解評價(jià)、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，題目涉及到的小蘇打和純堿的化學(xué)知識是多方面的，構(gòu)成了一道多角度的探究題．