题目内容
【题目】化学小组设计以下实验方案,测定某部分变质为碳酸钠的小苏打样品中NaHCO3的质量分数.
(1)方案一:称取一定质量样品,置于仪器a中用酒精灯加热至恒重,冷却,用托盘天平称量剩余固体质量.重复操作,计算.仪器a的名称是;其中发生反应的化学方程式为 . 实验中为保证NaHCO3分解完全需加热至恒重,判断方法是 .
(2)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,待沉淀后,过滤,洗涤,干燥,称量固体质量,计算.
写出NaHCO3与足量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式;实验中判断沉淀是否完全的方法是 . 过滤操作中,除烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为 .
(3)方案三:称取一定质量样品,按如图装置进行实验:
B装置内所盛试剂是;D装置的作用是
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 .
某同学认为上述测定结果(填“偏高”或“偏低”),因为实验装置还存在一个明显的缺陷是 .
【答案】
(1)坩埚;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑;两次称量的误差不超过0.1g为止
(2)HCO3﹣+OH﹣+Ba2+=BaCO3↓+H2O;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;玻璃棒
(3)浓硫酸;防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置;70.4%;偏低;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】解:(1)[方案一]称取一定质量样品,置于仪器a中用酒精灯加热至恒重,冷却,用托盘天平称量剩余固体质量.重复操作,计算.仪器a的名称是坩埚,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:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,实验中为保证NaHCO3分解完全需加热至恒重判断方法是两次称量的误差不超过0.1g为止,
所以答案是:坩埚;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑;两次称量的误差不超过0.1g为止;(2)[方案二]碳酸氢钠和足量氢氧化钡混合反应,碳酸氢钠全部反应,化学式钱系数为1,据此配平书写离子方程式为:HCO3﹣+OH﹣+Ba2+=BaCO3↓+H2O,实验中判断沉淀是否完全的方法是: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,过滤时需用玻璃棒引流,
所以答案是:HCO3﹣+OH﹣+Ba2+=BaCO3↓+H2O;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;玻璃棒;(3)[方案三]B中为浓硫酸吸收水,干燥二氧化碳,空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收,故D的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,以确保C装置中质量增加量的准确性,
设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x、y,则
Na2CO3 | +H2SO4=H2O+ | CO2↑ | +Na2SO4 |
1 | 1 | ||
x | x |
2NaHCO3 | +H2SO4= Na2SO4+2H2O+ | 2CO2↑ |
2 | 2 | |
y | y |
106x+84y=17.90
44x+44y=8.80
解得x=0.05mol
y=0.15mol
则样品中NaHCO3的质量分数为= ×100%=70.4%,
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,导致测定二氧化碳足量减小,计算得到碳酸氢钠的物质的量减小,测定结果偏低,所以需设计一个装置将A、B中的CO2全部吹入C中吸收,
所以答案是:浓硫酸;防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置;70.4%;偏低;缺少一套将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置.
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