Question

為測定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分數(shù)，甲、乙、丙三位同學分別進行如下實驗，請根據(jù)實驗內(nèi)容回答相關(guān)問題：
（1）甲同學實驗的主要步驟有：
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．
該同學正確的操作步驟為

 

（填序號）；混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為

 

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

 

．
②該裝置測定的氣體體積往往不準確（不考慮導管中水的體積），理由是

 

．
（3）丙同學準確稱取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實驗室現(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滴定時選擇

 

作指示劑．
③混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為

 

（只需列出計算式）．

Answer 1

分析：（1）測定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計實驗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)碳酸根離子守恒計算碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)；
（2）①把一定量的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，然后用如圖裝置測定產(chǎn)生的CO₂氣體的體積，是利用排液法測定生成二氧化碳的氣體體積進行計算，廣口瓶中液體是飽和碳酸氫鈉；
②排液法測定氣體體積實驗過程中，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和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳導致測定結(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滴定實驗是利用氫氧化鈉溶液滴定過量的鹽酸來計算與碳酸鈉反應(yīng)的鹽酸，反應(yīng)終點指示劑應(yīng)選擇酚酞試液；
③依據(jù)題干實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合反應(yīng)過程分析計算碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）測定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計實驗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)碳酸根離子守恒計算得到，碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)=

ng 100g/mol ×106g/mol

mg

×100%=

106n

m

%，
故答案為：④②①⑤③；

106n

m

%；
（2）①利用測定反應(yīng)生成的二氧化碳氣體體積的方法測定，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定二氧化碳氣體的體積，
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氣體中含有氯化氫氣體，通過飽和碳酸氫鈉溶液會發(fā)生反應(yīng)H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，導致測定結(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，強酸強堿反應(yīng)終點可以選擇酚酞做指示劑，
故答案為：酚酞；
③準確稱取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)量分數(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%．

點評：本題考查了混合物組成的實驗探究測定方法，實驗設(shè)計過程中的步驟和計算，配制溶液和滴定實驗的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．