题目内容

(18分)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250mL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) 简述证明HCO3、CO32已完全沉淀的实验操作_________________________。
(3) 过滤,提取沉淀,则过滤操作所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有________________________。
(4) 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w(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未干燥充分就称量,则测得w (Na2CO3)________________(填偏大或偏小、无影响)。
方案二:量气法。量取10.00mL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℃,1.01×105Pa)的体积,由此计算混合物中w (Na2CO3)。
(1)装置中导管a的作用是                    
(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眼睛视线与液面最低处相平。

(3)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则 产生CO2的体积为    mL。
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盐酸进行滴定到终点(已知终点时反应H++CO32- =HCO3-恰好完全)。重复此操作2次,消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。
(1)量取25.00 mL配制好的溶液,应选择_______________仪器来完成。
(2)判断滴定终点的依据是_____________________。
(3)此法测得w(Na2CO3)=                  %。

方案一:(1)D(2分)
(2)静置、澄清,在澄清溶液中继续加Ba(OH)2溶液,不浑浊,则HCO3、CO32-已沉淀完全;反之,未沉淀完全(在取出澄清溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液,如果未答出现浑浊时把取出液全部倒回原液中,不给分)(2分)
(3)玻璃棒、普通漏斗(漏斗)(2分) (4)偏小(2分)
方案二:(1)平衡压强、使液体顺利滴下;消除加入稀硫酸引起的氢气体积误差(2分)
(2)①待冷却至室温才开始读数 (1分) ②读数前左右液面相平(1分) (3)V1-V2(2分)
方案三:(1)碱式滴定管(1分) (2)由红色突变为无色,且30s不恢复(1分)(3)84.8%(2分)

解析试题分析:方案一、(1)A、CaCl2溶液只能与碳酸根反应转化为碳酸根沉淀,A不正确;B.MgSO4溶液与二者均不反应,B不正确;C.NaCl溶液与二者均不反应,C不正确;D.Ba(OH)2溶液与二者均反应,生成碳酸钡沉淀,D正确,答案选D。
(2)要证明HCO3、CO32已完全沉淀,则可以继续滴加氢氧化钡溶液,即正确的的实验操作是静置、澄清,在澄清溶液中继续加Ba(OH)2溶液,不浑浊,则HCO3、CO32-已沉淀完全;反之,未沉淀完全。
(3)过滤操作所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有玻璃棒、普通漏斗(漏斗)。
(4)如果此步中,沉淀未干燥充分就称量,则称量值偏大。由于在质量相等的条件下碳酸氢钠产生的沉淀大于碳酸钠产生的沉淀,所以如果称量值偏大,则碳酸氢钠的质量偏大,则碳酸钠的含量偏小。
方案二:(1)由于碳酸盐与酸反应产生二氧化碳气体,瓶内压强增大,所以装置中导管a的作用是平衡压强、使液体顺利滴下;消除加入稀硫酸引起的体积误差。
(2)读数是必须与外界大气压相同,因此注意事项是①待冷却至室温才开始读数,②读数前左右液面相平。
(3)碱液吸收CO2,所以前后的体积差即是二氧化碳的体积,则产生CO2的体积为(V1-V2)mL。
方案三:(1)溶液显碱性,因此应该用碱式滴定管量取。
(2)酚酞的变色范围是8.2~10.0,所以判断滴定终点的依据是由红色突变为无色,且30s不恢复。)(3)反应达到终点时,发生的离子方程式为H++CO32- =HCO3-,则根据消耗盐酸的体积可知20.00ml可知,消耗碳酸钠的物质的量是0.2000 mol/L×0.02000L=0.004mol,则原混合物中碳酸钠的物质的量是0.004mol× =0.04mol,质量是0.04mol×106g/mol=4.24g,所以碳酸钠质量分数为 ×100%=84.8%。
考点:考查碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠含量测定的实验方案设计与评价

练习册系列答案
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铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白:
【方案一】
【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是_____________________________。
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(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体??为V物质的量浓度为4.0 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥_________mL。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【方案二】
【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体的体积。
【实验步骤】
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

你认为最简易的装置其连接顺序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。
(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_______________。
②实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2mL,则产生氢气的体积为___mL。
③若需确定产生氢气的量,还需测定的数据是______。

Ⅰ.某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3,装置如图所示(气密性已检验,部分夹持装置略):

(1)请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用                              
(2)当D中有大量白色固体析出时,停止实验,将固体过滤、洗涤,取一定量配成样液,并加入BaCl2溶液,出现白色沉淀并有气体产生,其离子方程式是                                     
Ⅱ.某课外活动小组欲利用氨气与CuO反应,研究氨气的性质并测其组成,设计了如下实验(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:

(1)仪器b中可选择的试剂为(任意填一种)            
(2)实验中,装置C中黑色CuO粉末全部转化为红色固体(已知Cu2O也为红色固体),量气管中有无色无味的气体。实验前称取黑色CuO 80g,实验后得到红色固体质量为68g。则红色固体成分的化学式为              
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(4)要想测得氨气分子中氮、氢原子个数比,实验中应至少测量或读取哪些数据       (填序号)。
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铜是人类最早生产和使用的金属之一,在化学反应中铜元素可表现为0、+1、+2价。
Ⅰ.(1)在西汉古籍中曾有记载:“曾青得铁则化为铜”,即:曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜,试写出该反应的离子方程式                      
(2)在原电池和电解池中,铜常用作电极,下列有关说法正确的是            

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Ⅱ.学习小组对无水硫酸铜分解的产物进行实验探究。
【提出问题】碳酸钙受热分解生成CaO和CO2,那么无水硫酸铜受热分解也只生成CuO和SO3吗?
【设计实验】按如图装置进行试验。

D

 

【实验过程】
a.准确称取无水硫酸铜2.40g于装置A试管中加热,直至固体全部变为黑色,经验证该黑色粉末为CuO。
b.实验中,观察到装置E中的水部分被排入量筒中;实验结束后,测得量筒中水的体积为112mL(已折算成标准状态下气体的体积),并测得干燥管D的质量增加了1.32g。
(3)装置C的作用                     
(4)根据装置E、F中现象,推测还有气体      (填分子式)生成;实验生成的SO3          mol。(5)装置A中反应的化学方程式为                             
【实验结论】无水硫酸铜受热分解不仅仅生成CuO和SO3
【反思与评价】
(6)任何实验都存在误差,请指出本实验中可能造成误差的因素是                          (任写2点)。

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
                        
    图1                                          图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
 。 
(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而污染环境;二是 。 
(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。 
(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:

A.稀HCl溶液B.稀H2SO4溶液C.KSCN溶液D.KMnO4溶液
E.NaOH溶液    F.淀粉KI溶液     G.H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的   (填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的   ,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。反应的离子方程式是         ,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。 
验证Ⅲ:步骤1.取试样,滴加少量的   (填试剂序号),溶液的颜色变   色,则试样中含有Fe3+。 
步骤2.再取适量的试样滴加到少量的    (填试剂序号),观察到的现象为    ,则试样中含有Fe2+。 

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