Question

為測(cè)定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容回答相關(guān)問題：
（1）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要步驟有：
①過濾  
②加入足量的CaCl₂溶液  
③將沉淀小心烘干、稱量，測(cè)得固體質(zhì)量為ng  
④稱取mg樣品溶于適量蒸餾水  
⑤洗滌沉淀2-3次．
該同學(xué)正確的操作步驟為

 

（填序號(hào)）；混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（只需列出計(jì)算式）．
（2）乙同學(xué)把一定量的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，然后用如圖裝置測(cè)定產(chǎn)生的CO₂氣體的體積，實(shí)驗(yàn)室中只有如下試劑：樣品、6mol/L鹽酸、Na₂CO₃溶液、CaCl₂溶液、飽和NaHCO₃溶液．
①?gòu)V口瓶中盛放的溶液是

 

．
②該裝置測(cè)定的氣體體積往往不準(zhǔn)確（不考慮導(dǎo)管中水的體積），理由是

 

．
（3）丙同學(xué)準(zhǔn)確稱取w g樣品放入錐形瓶中，加入V₁ mL 0.1000mol/L鹽酸，充分反應(yīng)，用0.1000mol/L的氫氧化鈉溶液滴定過量鹽酸，消耗氫氧化鈉溶液V₂ mL．
①實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有1.000mol/L鹽酸溶液．為了精確配制100mL 0.1000mol/L的鹽酸溶液，需要的儀器有：燒杯、100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管、

 

．
②滴定時(shí)選擇

 

作指示劑．
③混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（只需列出計(jì)算式）．

Answer 1

分析：（1）測(cè)定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟為稱量樣品溶解后，加入過量氯化鈣溶液生成碳酸鈣沉淀，過濾洗滌烘干后稱量沉淀質(zhì)量，依據(jù)碳酸根離子守恒計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）①把一定量的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，然后用如圖裝置測(cè)定產(chǎn)生的CO₂氣體的體積，是利用排液法測(cè)定生成二氧化碳的氣體體積進(jìn)行計(jì)算，廣口瓶中液體是飽和碳酸氫鈉；
②排液法測(cè)定氣體體積實(shí)驗(yàn)過程中，生成的二氧化碳中含有鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體，排飽和碳酸氫鈉溶液會(huì)和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生誤差；
（3）①依據(jù)配制溶液是精確配制，取用溶液體積需要用滴定管分析需要的儀器；
②滴定實(shí)驗(yàn)是利用氫氧化鈉溶液滴定過量的鹽酸來計(jì)算與碳酸鈉反應(yīng)的鹽酸，反應(yīng)終點(diǎn)指示劑應(yīng)選擇酚酞試液；
③依據(jù)題干實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合反應(yīng)過程分析計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）測(cè)定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟為稱量樣品溶解后，加入過量氯化鈣溶液生成碳酸鈣沉淀，過濾洗滌烘干后稱量沉淀質(zhì)量，正確的操作步驟為：④②①⑤③，稱取樣品質(zhì)量為mg，反應(yīng)生成碳酸鈣質(zhì)量為ng，依據(jù)碳酸根離子守恒計(jì)算得到，碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

ng 100g/mol ×106g/mol

mg

×100%=

106n

m

%，
故答案為：④②①⑤③；

106n

m

%；
（2）①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，
故答案為：飽和NaHCO₃溶液；
②鹽酸和樣品反應(yīng)過程中生成的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，通過飽和碳酸氫鈉溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大，
故答案為：用鹽酸與Na₂CO₃反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂中混有HCl，HCl與NaHCO₃反應(yīng)生成了CO₂；
（3）①現(xiàn)有1.000mol/L鹽酸溶液．為了精確配制100mL 0.1000mol/L的鹽酸溶液，需要的儀器有：燒杯、100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管，準(zhǔn)確取用鹽酸溶液用酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；
②利用氫氧化鈉溶液滴定過量鹽酸，強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)終點(diǎn)可以選擇酚酞做指示劑，
故答案為：酚酞；
③準(zhǔn)確稱取w g樣品放入錐形瓶中，加入V₁ mL 0.1000mol/L鹽酸，充分反應(yīng)，用0.1000mol/L的氫氧化鈉溶液滴定過量鹽酸，消耗氫氧化鈉溶液V₂ mL，碳酸鈉反應(yīng)消耗的氯化氫物質(zhì)的量=V₁×10^-3L×0.1000mol/L-0.1000mol/L×V²×10^-3L，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)2H⁺+CO₃^2-=CO₂↑+H₂O，n（CO₃^2-）=

1

2

×（V₁×10^-3L×0.1000mol/L-0.1000mol/L×V×10^-3L），則碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

1 2 ×(V1×10-3L×0.1000mol/L-0.1000mol/L×2×10-3L)×106g/mol

wg

×100%=

5.3×10-3(V1-V2)

w

×100%，
故答案為：

5.3×10-3(V1-V2)

w

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物組成的實(shí)驗(yàn)探究測(cè)定方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中的步驟和計(jì)算，配制溶液和滴定實(shí)驗(yàn)的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．