某研究性学习小组设计了测定纯碱(Na2CO3)样品中Na2CO3质量分数的实验方案．请回答下列问题:小资料:碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物(1)气体法．[原理思路]利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2.通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量.从而计算碳酸钠的质量分数．(不考虑原装置内空气的影响)[实验分析]小科同学根据以� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数的实验方案．请回答下列问题：
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法．
【原理思路】利用Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO₂质量，从而计算碳酸钠的质量分数．（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如图1的实验装置．
①实验装置乙中盛放的试剂为浓硫酸，其作用是吸收水蒸气；装置丁中碱石灰的作用是B．（填字母）
A．吸收Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳

②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的质量分数偏低（填写“偏高”、“偏低”或“不变”）．
③小明同学认为小科的方案存在问题，不考虑原装置内空气的影响，即使操作规范，但由于生成的CO₂在装置中残留，也会造成测得结果偏低（填写“偏高”、“偏低”或“不变”），应该将装置甲中双孔橡胶塞
换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，
目的是将残留的CO₂全部鼓入到丙装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收，，其中图2中NaOH溶液的作用是吸收通入的空气中的CO₂．
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl₂溶液充分反应．证明CaCl₂过量（即让样品中Na₂CO₃完全反应）的方法是：静置，向上层清液中滴加CaCl₂溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl₂过量；
③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，由于沉淀表面粘附滤液，不经洗涤就烘干，称量沉淀的质量将会偏高（填写“偏高”、“偏低”或“不变”）．
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数．

分析为了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数：
（1）气体法．
利用Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO₂质量，从而计算碳酸钠的质量分数．根据如图1的实验装置．推测实验装置乙中盛放的试剂和作用；掌握装置丁中碱石灰的作用；注意用氢氧化钠溶液吸收原烧瓶中空气中的CO₂．
（2）沉淀法．
利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
根据沉淀的质量，求碳酸根的质量，从而求通过提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数．

解答解：为了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数：
（1）气体法．
【实验分析】根据图1的实验装置．则可推测：
①实验装置乙中盛放的试剂为浓硫酸，其作用是吸收水蒸气；装置丁中碱石灰的作用是防止外界空气中二氧化碳进入丙中，对实验结果造成干扰；
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，因为碳酸根不能充分与稀硫酸反应，则会导致测得样品中碳酸钠的质量分数偏低；
③如果有CO₂残留在烧瓶内，也会造成结果偏低，故应该将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是将残留的CO₂全部鼓入到并装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO₂；
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl₂溶液充分反应．证明CaCl₂过量（即Na₂CO₃已完全反应）的方法是：静置，向上层清液中滴加CaCl₂溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl₂过量；
③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，如果缺少洗涤会造成碳酸钠质量分数偏高；
④设样品中碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100
x            10.0g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{10.0g}$
x=10.6g
所以样品中碳酸钠的质量分数$\frac{10.6g}{11g}$×100%≈96.4%．
故答案为：（1）①浓硫酸，吸收水蒸气，B；
②偏低；
③偏低，将残留的CO₂全部鼓入到丙装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收；吸收通入的空气中的CO₂；
（2）②CaCl₂；
③偏高；
④答：碳酸钠的质量分数：$\frac{10.6g}{11g}$×100%≈96.4%．

点评本题考查测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数的实验方案的探究方法，涉及知识面丰富，综合性强，实属一道培养学生能力的好题

练习册系列答案

CO（NH₂）₂

K₂CO₃

NH₄NO₃

KNO₃

2．某校化学研究性学习小组的同学对一包因敞口放置已部分变质的氢氧化钠固体产生了兴趣，老师安排第一小组做除去NaOH溶液中 Na₂CO₃的实验．第二小组同学做测定该混合物中NaOH质量分数的实验．请你参与他们的探究过程．
【知识准备】：（1）氢氧化钠不能敞口放置的原因是：因为空气有H₂O和CO₂；
（2）判断氢氧化钠是否变质的方法之一是向样品中加盐酸，加入过量盐酸后看是否有气体生成，写出产生气体的反应化学方程式：2HCl+Na₂CO₃═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）判断氢氧化钠是否变质的另一种方法是将样品溶于水，再向样品中加澄清石灰水，看是否变浑浊，写出产生沉淀的反应化学方程式是：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
Ⅰ、第一小组的同学取一定量的该固体溶于水，得到混合溶液，为了除去溶液中的Na₂CO₃杂质，甲、乙、丙、丁四位同学分别选择下列试剂进行实验．其中合理的是丙．
甲：适量稀盐酸乙：过量KOH溶液丙：适量Ca（OH）₂溶液丁：适量CaCl₂溶液．
Ⅱ、第二小组的同学讨论测定该固体混合物中NaOH质量分数的方案
【提出问题】：样品中氢氧化钠的质量分数是多少？
【设计方案】：小明同学：同学称取10g样品，加水配成溶液，在溶液中加入少量氯化钙．过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀0.1g．“能否用小明同学实验所得的数据计算出样品中氢氧化钠的质量分数？”，小刚思考后，觉得不妥，理由是：少量的CaCl₂不能将Na₂CO₃反应完．
【解决问题】：小刚和小明同学决定重新设计方案：称取8g样品配成溶液，向其中滴加5.11%的稀盐酸，直至无气泡放出，刚好用去稀盐酸100g，测出二氧化碳气体体积，换算出二氧化碳质量为0.88g．
①求：8g样品中碳酸钠的质量？（有情提醒：操作和换算均正确）
②计算氢氧化钠的质量分数：小明没有用到盐酸的质量，计算结果为73.5%；小刚利用了盐酸的质量，计算结果为50%．你支持谁的计算方法，并说明理由：小刚，氢氧化钠易潮解，样品中含有水．（答案合理即可）．

9．为除去下列物质中混有的少量的杂质，所用试剂正确的是（　　）

	物质	杂质	所用试剂、方法
A．	N₂	O₂	通过灼热CuO
B．	CaO	CaCO₃	高温煅烧
C．	CO₂	H₂O	通过NaOH固体
D．	FeCl₂溶液	CuCl₂	加入过量铁粉、过滤

19．

如图是氢氧化钙的溶解度曲线．30℃时，将1g氢氧化钙粉末加入到100g水中，充分搅拌后静置．下列说法你认为正确的是（　　）

	A．	所得溶液的质量为101g		B．	所得溶液是不饱和溶液
	C．	降低温度溶液的质量变大		D．	升高温度溶质质量分数变大

6．如图装置A是实验室制取氧气的实验装置，过氧化氢溶液通过分液漏斗加入的目的是控制过氧化氢溶液的滴加速度，写出反应的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，此反应属于分解反应；制取氧气的实验完毕后，为使催化剂再利用，小兵同学要回收混合液中的二氧化锰，一般采用的实验操作是过滤．

同学们利用收集的氧气进行“铁丝在氧气里燃烧”的探究实验，如图B，请你参与探究并回答下列为题．
铁丝在氧气中燃烧生成了黑色固体，小明同学猜测铁丝燃烧时溅落的黑色固体中可能含有铁，并决定用化学方法来验证猜想．小明将冷却后的黑色固体研碎，取少量放入试管中，加入稀盐酸，观察到的现象是有气泡产生，由此推测，铁丝在氧气中燃烧时溅落的黑色固体物质中含有少量铁．

3．

如图是甲、乙两种固体物质的溶解度曲线．下列说法正确的是（　　）

	A．	甲的溶解度受温度影响比乙大
	B．	20℃时，甲溶液的溶质质量分数比乙大
	C．	20℃时，将25g甲加入50g水中，可形成75g溶液
	D．	将30℃时甲的饱和溶液降温至20℃，会有20g晶体析出

4．某电镀厂有三个分别给金属表面镀锌、镀铜、镀银的车间，每个车间电镀液中含有Zn²⁺、Cu²⁺、Ag⁺和SO₄^2-
、NO₃^-、CI^-中的两种离子，现取三个车间的电镀液于烧杯中，标为1、2、3号，某小组同学通过实验对三种电镀液中溶质成分进行探究．
【提出问题】三种电镀液中溶质的成分是什么？
【探究实验1】

【表达与交流】甲同学认为2号电镀液中的溶质一定不是硫酸铜，你认为他的结论（1）正确（填“正确”或“不正确”）．
【探究实验2】

【反思与评价】乙同学认为3号电镀液中的溶质一定是硫酸锌，请你对乙同学的结论给予评价不正确；3号电镀液中加入氯化钡溶液出现白色沉淀，溶液中可能含有硫酸锌，硫酸锌与氯化钡反应生成硫酸钡是白色沉淀，也可能含硝酸银，硝酸银与氯化钡反应生成氯化银是白色沉淀（或产生白色沉淀只能证明3号溶液中含有硫酸根离子或银离子），因此乙同学认为3号电镀液中的溶质一定是硫酸锌是不正确的．
【探究实验3】根据上述实验，丙同学取少量的1号电镀液与少量的2号电镀液混合，立即出现有白色沉淀生成的明显现象，由此小组同学确定了三种电镀液中分别含有的溶质的成分．
【解释与结论】：探究实验3中发生反应的化学方程式为CuCl₂+2AgNO₃=2AgCl↓+Cu（NO₃）₂，请帮助他们将三种电镀液中溶质成分的化学式填写在烧杯的标签上．

试题分类