Question

【题目】化学兴趣小组设定以下实验方案，测定某已变质为碳酸钠的小苏打样品中NaHCO3的质量分数。

方案一：称取一定质量样品,置于坩埚中加热至恒重,冷却,称量剩余固体质量,计算。

（1）坩埚中发生反应的化学方程式为:__________________；

（2）实验中需加热至恒重的目的是：_________________________；

方案二：称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解;向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算。

（1）过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻璃仪器为_________________；

（2）实验中判断沉淀是否完全的方法是_______________________________。

方案三：按如图装置进行实验：

（1）B装置内所盛试剂是__________ 分液漏斗中____________（填“能”或“不能”）用盐酸代替稀硫酸进行实验。

（2）实验前称取17.9g样品，实验后测得C装置增重8.8g，则样品中NaHCO3的质量分数为____________________。

（3）根据此实验测得的数据，测定结果有误差，因为实验装置还存在一个明显缺陷是__________________________________。

Answer 1

【答案】2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑保证NaHCO3分解完全玻璃棒取少量上层清液于试管中，滴加一滴Ba(OH)2溶液，观察是否有白色沉淀生成浓硫酸不能70.4%（70%）缺少一套将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置

【解析】

[方案一]碳酸氢钠不稳定，受热易分解，根据加热前后固体质量变化，根据差量法求碳酸氢钠的质量，进而求得碳酸钠的质量分数。
(1)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；
(2)加热恒重保证碳酸氢钠完全分解；
[方案二]碳酸钠和碳酸氢钠都和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，根据生成沉淀的质量来计算碳酸钠的质量分数。
(1)根据过滤操作考虑所需仪器；
(2)可取上层清液，继续加沉淀剂，看是否生成沉淀；
[方案三]

（1）由测定含量的实验可以知道，A中发生Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑、2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑，B中为浓硫酸吸收水，干燥二氧化碳，利用C装置吸收二氧化碳；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸，盐酸易挥发，这样制得二氧化碳气体中含氯化氢，浓硫酸不能吸收氯化氢，则氯化氢被碱石灰吸收，导致测到二氧化碳质量偏高，
(2)结合反应定量关系和元素守恒计算得到物质的质量，来计算物质含量；
(3)二氧化碳气体不能全部进入C装置被吸收，需要添加一个装置二氧化碳气体赶入装置C的装置。

[方案一](1)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应方程式为：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，
因此，本题正确答案是：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；
(2)实验原理是根据加热前后固体质量变化来计算碳酸氢钠，故应保证碳酸氢钠完全分解，加热恒重则碳酸氢钠完全分解，
因此，本题正确答案是：保证NaHCO3分解完全；
[方案二](1)过滤时需用玻璃棒引流，

因此，本题正确答案是：玻璃棒；
(2)可取上层清液,继续加沉淀剂，看是否生成沉淀，具体操作为：取上层清液少许于试管中，加入氢氧化钡溶液，若无沉淀生成，则沉淀完全，
因此，本题正确答案是：取少量上层清液于试管中，滴加一滴Ba(OH)2溶液，观察是否有白色沉淀生成；

[方案三]

(1)B中为浓硫酸吸收水，干燥二氧化碳；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸，盐酸易挥发，这样制得二氧化碳气体中含氯化氢，浓硫酸不能吸收氯化氢，则氯化氢被碱石灰吸收，导致测到二氧化碳质量偏高，等质量碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠产生二氧化碳多，则会导致碳酸氢钠偏多，碳酸钠偏小，
因此，本题正确答案是：浓硫酸；不能；
(2)设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x、y，则
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
1 1
x x
2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑
2 2
y y
106x+84y=17.90
44x+44y=8.80
联立方程组，解得x=0.05mol,y=0.15mol
则样品中NaHCO3的质量分数为×100%=70.4%，
因此，本题正确答案是：70.4%；
(3)实验装置还存在一个明显缺陷为装置中的二氧化碳不能被C全部吸收，则需设计一个装置将A、B中的CO2全部吹入C中吸收，
因此，本题正确答案是：缺少一套将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置。