Question

7．甲、乙兩個實驗小組分別進行“Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃含量測定”的實驗：

（1）甲組方法：用圖Ⅰ、圖Ⅱ裝置將樣品與稀鹽酸充分反應，測定反應后生成CO₂的體積，經換算并計算出樣品中Na₂CO₃的質量．在圖Ⅱ裝置中，使反應前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同的操作方法是打開彈簧夾，移動量氣管，使油層與量氣管的液面處于同一水平面．
（2）乙組方法：取10克樣品，加水溶解后逐漸滴加溶質質量分數為3.65%的稀鹽酸（稀鹽酸的密度
取1.0克/毫升），反應過程中不斷攪拌并及時測量滴入鹽酸體積與用pH試紙測得的相應溶液的pH繪成如圖Ⅲ．請結合圖中滴入稀鹽酸體積與pH的變化數據，計算樣品中Na₂CO₃質量分數．（碳酸鈉與鹽酸反應的化學方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑）
（3）分析甲、乙兩組的測定方案，發現乙組對溶液pH的測定誤差較大，請說明理由用pH試紙比對顏色有誤差．

Answer 1

分析 （1）依據二氧化碳能溶于水但不溶于油解決，當兩邊無液面差時與外界氣壓相等．
（2）利用所用稀鹽酸的質量，再利用化學方程式可求碳酸鈉的質量；
（3）根據用pH試紙比對顏色有誤差解答．

解答 解：（1）為保證收集的二氧化碳量的準確，防止二氧化碳溶于水，所以液體采用不溶解二氧化碳的油進行收集．
 使反應前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同操作方法是：打開彈簧夾，移動量氣管，使油層與量氣管的液面處于同一水平面．故填：打開彈簧夾，移動量氣管，使油層與量氣管的液面處于同一水平面．
（2）稀鹽酸質量是：40毫升×1.0克/毫升×3.65%=1.46g，設碳酸鈉的質量是x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          73    
 x            1.46g   
$\frac{106}{x}=\frac{73}{1.46g}$
x=2.12g
樣品中Na₂CO₃的含量是$\frac{2.12g}{10g}$×100%=21.2%；
（3）用pH試紙比對顏色有誤差．
答案：
（1）打開彈簧夾，移動量氣管，使油層與量氣管的液面處于同一水平面；
（2）21.2%；
（3）用pH試紙比對顏色有誤差

點評 本題主要考查測定混合物中某種成分含量方面的知識，解答本題要從物質的性質方面進行分析、判斷，從而得出正確的結論．此題是一道實驗綜合題，涉及到實驗的基本操作和根據化學方程式的計算，是一道訓練學生分析問題能力的好題．