题目内容
【题目】实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3),称取此混合物5.0g,溶于水中,配成250 mL溶液。
方案一:沉淀法。利用化学反应把HCO3-、CO32-完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中w(Na2CO3)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中,滴加足量沉淀剂,把溶液中HCO3-、CO32-完全转化为沉淀,应选用的试剂是________(填编号)。
A.CaCl2溶液 B.MgSO4溶液 C.NaCl溶液 D.Ba(OH)2溶液
(2)过滤,提取沉淀,则过滤操作所需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还有_______。
(3)将沉淀洗涤,并充分干燥,称量沉淀的质量为mg,由此可以计算(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未干燥充分就称量,则测得w(Na2CO3)_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
方案二:量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃、1.01×105 Pa)的体积,由此计算混合物中w(Na2CO3)。
(1)装置中导管a的作用是______________________________, 若撤去导管a会使测得气体体积_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)反应结束后,为了准确地测量气体体积,量气管在读数时应注意:①___________________,②_________________________,③_______________________。
方案三:滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中,滴加2滴酚酞试剂,摇匀,用0.2000 mol/L的盐酸滴定到终点(已知终点时反应H++ CO32- HCO3-恰好完全,此时溶液pH<8)。重复此操作2次,消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。量取25.00 mL配制好的溶液,应选择碱式滴定管来完成。请问
(1)判断滴定终点的依据是_________________________。
(2)此法测得w(Na2CO3)=___________%。
【答案】 D 漏斗 偏小 平衡气压,使酸液顺利流出 偏大 待冷却至室温才开始读数 读数前调整左右液面相平 眼睛视线与液面最低处相平 溶液由红色突变为无色,且30s内不恢复 84.8%
【解析】方案一:
(1)把溶液中HCO3-、CO32-完全转化为沉淀,选用Ba(OH)2溶液,发生如下反应:HCO3-+Ba2++OH—=BaCO3 ↓+ H2O,CO32-+Ba2+=BaCO3 ↓。
(2)过滤,提取沉淀,则过滤操作所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(3)设碳酸钠为xmol、碳酸氢钠为ymol,沉淀质量为ag,由质量守恒、碳元素守恒得:106g/molx+84g/moly=5g,x+y=ag/197g/mol,解得:x=(5-84a/197)g,沉淀未干燥充分就称量,a值偏大,则x的值偏小。
方案二
(1)锥形瓶中加入酸后产生气体,压强增大,不利于酸的平衡滴加,为了使分液漏斗与锥形瓶内压强相等,常用这种恒压装置。故作用是平衡气压,使酸液顺利流出。恒压时,分液漏斗与锥形瓶内压强相等,测得气体体积就是反应产生气体的体积;当撤去导管a,测得气体体积由酸溶液的体积与反应产生气体的体积两部分组成,故撤去导管a时测得气体体积偏大。
(2)反应结束后,要准确地测量气体体积,测常温常压下气体的气体,量气管内、外压强相等,因此,要等待气体冷却至室温才开始读数,读数前调整左右液面相平,眼睛视线与液面最低处相平。
方案三
定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中,滴加2滴酚酞试剂,摇匀,用0.2000 mol/L的盐酸滴定到终点(已知终点时反应H++ CO32- HCO3-恰好完全,此时溶液pH<8)。重复此操作2次,消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。量取25.00 mL配制好的溶液,应选择碱式滴定管来完成。请问
(1)滴定终点的溶质是NaHCO3,溶液的pH<8,则滴定终点的现象是溶液由红色突变为无色,且30s内不恢复。
(2) 由 H++ CO32- HCO3-可知,
n(HCl)=n(Na2CO3)=0.2000 mol/L×0.02L=0.004000mol,
原溶液中n(Na2CO3)= 0.004000mol×250mL/25mL=0.04000mol,
w(Na2CO3)= (0.04000mol×106g/mol)÷5.0g= 84.8%。
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