Question

化學興趣小組設計以下實驗方案,測定某已部分變質的小蘇打樣品中Na2CO3的質量分數(shù)。

【方案一】 稱取一定質量的固體樣品,通過加熱至恒重后冷卻,稱量剩余固體質量,計算。

(1)下列儀器中,在灼燒固體樣品時必須用到的是　　　　(填名稱)。 

(2)實驗中需加熱至恒重的目的是:　 。

(3)實驗中確定加熱至恒重的方法是:　 。

(4)若加熱過程中有晶體迸濺出來,則測得的結果　　　　(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

【方案二】 稱取一定質量樣品,置于小燒杯中,加適量水溶解;向小燒杯中加入足量Ba(OH)2溶液,過濾,洗滌,干燥沉淀,稱量固體質量,計算。

(已知:Ba2++OH-+HCBaCO3↓+H2O)

(1)過濾操作中,除了燒杯、漏斗外,還要用到的玻璃儀器為 　　。

(2)實驗中判斷沉淀是否完全的方法是　 。

(3)實驗中洗滌沉淀的操作是　 。

(4)實驗中判斷沉淀是否洗滌干凈的方法是　 。

【方案三】 按如圖所示裝置進行實驗:

(1)B裝置內(nèi)所盛試劑是　　　　;D裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　;分液漏斗中　　　　(填“能”或“不能”)用鹽酸代替稀硫酸進行實驗。

(2)實驗前稱取17.9 g樣品,實驗后測得C裝置增重8.8 g,則樣品中Na2CO3的質量分數(shù)為　　　　。

(3)根據(jù)此實驗測得的數(shù)據(jù),測定結果有誤差,因為實驗裝置還存在一個明顯缺陷是　 。

 

Answer 1

【方案一】 (1)坩堝、泥三角

(2)保證NaHCO3分解完全

(3)兩次稱量固體的質量差不超過0.1 g

(4)偏小

【方案二】 (1)玻璃棒

(2)靜置,向上層清液滴加一滴Ba(OH)2溶液,觀察是否有白色沉淀生成

(3)向漏斗里加入蒸餾水,使水面沒過沉淀物,等水自然流完后,重復操作2～3次

(4)取少量最后一次洗滌沉淀的濾液于試管中,滴加一滴Na2SO4溶液,觀察是否有白色沉淀生成

【方案三】 (1)濃H2SO4　防止空氣中的水蒸氣、CO2進入C裝置　不能

(2)29.6%

(3)缺少一套將A、B內(nèi)的CO2氣體驅趕到C里的裝置(或其他合理答案)

【解析】【方案一】 小蘇打受熱分解,根據(jù)反應前后固體質量的變化,可以測定小蘇打樣品中Na2CO3的質量分數(shù)。(1)給固體灼燒需用到的儀器有:酒精燈、三腳架、坩堝、泥三角、坩堝鉗。(2)加熱至恒重的目的是保證NaHCO3分解完全。(3)當兩次稱量剩余固體的質量差不超過0.1 g時,說明已經(jīng)加熱至恒重。(4)加熱過程中迸濺出晶體時,最后剩余的固體質量減小,求出的小蘇打的質量增大,進而求出的蘇打的質量減小。

【方案二】 (1)過濾操作中用到的儀器有:鐵架臺(附鐵圈)、燒杯、漏斗、玻璃棒、濾紙。(2)判斷沉淀是否完全的方法是:靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加沉淀劑,若有沉淀生成,則說明沉淀不完全;若無沉淀生成,則說明沉淀已完全。(3)洗滌沉淀的操作是向漏斗里加入蒸餾水,使水面沒過沉淀物,等水自然流完后,重復操作2～3次。(4)要判斷沉淀是否洗干凈就要分析如果沒有洗凈,洗滌液中含有何種易于鑒別的離子,然后取最后一次的洗滌液,選擇適當?shù)脑噭┻M行實驗,該題若沒有洗干凈,會含有OH-、Ba2+、HC、C離子,現(xiàn)象明顯的是用S鑒別Ba2+。

【方案三】 (1)A裝置是將樣品中的Na2CO3、NaHCO3完全轉化為CO2,產(chǎn)生的CO2被C裝置吸收,通過稱量C裝置吸收前后的質量差(即產(chǎn)生的CO2的質量),可以求出Na2CO3和NaHCO3的質量,進而求出小蘇打樣品中Na2CO3的質量分數(shù)。由于堿石灰既能吸收CO2又能吸收水蒸氣,所以從A裝置中出來的氣體在進入C裝置前,必須除去CO2氣體中的水蒸氣,C裝置后面必須連接一防止空氣中的水蒸氣、CO2進入的裝置。用鹽酸代替稀硫酸進行實驗時,揮發(fā)出來的HCl氣體會被C裝置吸收而導致測定結果不準確。(2)設樣品中Na2CO3的物質的量為x,NaHCO3的物質的量為y。則有:44 g·mol-1(x+y)=8.8 g,106 g·mol-1 x+84 g·mol-1 y=17.9 g,解得:

x=0.05 mol,y=0.15 mol。可求出樣品中Na2CO3的質量分數(shù)為29.6%。(3)由于A、B裝置內(nèi)的CO2氣體無法完全進入C裝置里,導致實驗測得的結果有誤差,應增加一套將A、B內(nèi)的CO2氣體驅趕到C里的裝置(合理

即可)。