题目内容

17.某校化学小组的同学开展测定Na2CO3和NaCl的固体混合物中Na2CO3质量分数的探究实验,他们提出下列实验方案-气体分析法.
(1)甲同学用图1所示装置,把Ng的混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的CO2气体的体积,实验开始时检查该装置气密性的方法是关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明不漏气,否则漏气.
(2)乙同学用图2代替图1中的发生、收集装置,甲、乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛有稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,则Na2CO3、NaCl的固体混合物和稀硫酸应分别置于甲、乙仪器中(填仪器编号);G管可用化学实验室里的一种常用仪器来代替,你认为这种仪器的名称是碱式滴定管;仪器甲、乙、丙接口的连接方式如下:A连接D,B连接E,C连接F(填写各接口的编号).
(3)丙同学用图3装置测定CO2的质量,该装置存在明显缺陷,从而导致实验误差,请你分析其中使测定结果可能偏大的主要原因CO2气体中混有水蒸气或空气中的CO2和水蒸气进入干燥管中,使测定结果可能偏小的主要原因可能是装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收;(上述偏大、偏小的原因各写一条)
(4)某天然碱可看作向CO2和NaOH的反应后的产物所组成,称取天碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30毫升,产生CO2的体积(标准状况)如下表:
样品号
盐酸溶液的体积/mL30303030
样品质量/g3.324.155.817.47
二氧化碳的体积/mL672840896672
取3.28g天然碱样品于300℃加热至分解完全(300℃Na2CO3不分解),产生CO2224mL(标准状况)和一定量的水,则该天然碱样品的化学式为Na2CO3•2NaHO3•3H2O.

分析 (1)欲检查装置气密性,可根据该反应容器的特点,采用拉动注射器活塞的方法完成;
(2)由图装置可知甲有c支管,应为生产气体装置,则甲应放入Na2CO3、NaCl的固体混合物,乙放入硫酸,连接导管时,应用A连接D,B连接E,C连接F;
(3)根据碱石灰的成分可知,碱石灰既可吸收二氧化碳也可吸收水,同时生成的二氧化碳反应后在装置内会有残留,以及干燥管与空气接触等进行分析即可;
(4)根据碳元素守恒计算,分析图表数据,ⅠⅣ对比可知,Ⅰ组样品全部反应,Ⅳ组盐酸全部反应生成二氧化碳气体为672ml物质的量=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol,样品是均一的,取3.28g天然碱样品于300℃加热至分解完全(300℃Na2CO3不分解),产生CO2224mL(标准状况)和一定量的水,说明含有碳酸钠和碳酸氢钠,其中碳酸氢钠分解生成二氧化碳物质的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol,中NaHCO3物质的量为0.02mol,结合实验Ⅰ计算,若3.28g样品全部和盐酸反应,生成二氧化碳物质的量为x,则3.32g:0.03mol=3.28g:x,计算x=0.0296mol,结合碳元素守恒,3.28g样品中碳酸钠物质的量为=0.0296mol-0.02mol≈0.01mol,样品中含水的质量=3.28g-0.01mol×106g/mol-0.02mol×84g/mol=0.54g,计算物质的量得到样品组成比得到化学式.

解答 解:(1)欲检查装置气密性,可根据该反应容器的特点,采用拉动注射器活塞的方法完成,具体操作为关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明不漏气,否则漏气,
故答案为:关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明不漏气,否则漏气;
(2)由图装置可知甲有c支管,应为生产气体装置,则甲应放入Na2CO3、NaCl的固体混合物,乙放入硫酸,G为量气装置,根据构造,可用碱式滴定管代替,连接导管时,应用A连接D,B连接E,C连接F,
故答案为:甲;乙;碱式滴定管;D;E;F;
(3)因生产的CO2气体中混有水蒸气或空气中的CO2和水蒸气进入干燥管中,会导致质量偏大,使测定结果可能偏小的主要原因装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收,应通入氮气可将气体排出,
故答案为:CO2气体中混有水蒸气或空气中的CO2和水蒸气进入干燥管中;装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收;
(4)根据碳元素守恒计算,分析图表数据,ⅠⅣ对比可知,Ⅰ组样品全部反应,Ⅳ组盐酸全部反应生成二氧化碳气体为672ml物质的量=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol,样品是均一的,取3.28g天然碱样品于300℃加热至分解完全(300℃Na2CO3不分解),产生CO2224mL(标准状况)和一定量的水,说明含有碳酸钠和碳酸氢钠,其中碳酸氢钠分解生成二氧化碳物质的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol,3.28g样品中,n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.02mol,NaHCO3物质的量为0.02mol,结合实验Ⅰ,若3.28g样品全部和盐酸反应,生成二氧化碳物质的量为x,则3.32g:0.03mol=3.28g:x,计算x=0.0296mol,结合碳元素守恒,3.28g样品中碳酸钠物质的量为=0.0296mol-0.02mol≈0.01mol,样品中含水的质量=3.28g-0.01mol×106g/mol-0.02mol×84g/mol=0.54g,物质的量=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol,则n(Na2CO3)n(NaHCO3):n(H2O)=0.01:0.02:0.03=1:2:3,组成的化学式为Na2CO3•2NaHO3•3H2O,
故答案为:Na2CO3•2NaHO3•3H2O.

点评 本题考查了物质组成和含量的实验测定方法分析判断,实验装置的理解应用,主要是数据处理的方法应用技术,掌握基础是解题关键,题目难度较大.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网