Question

7．甲、乙两个实验小组分别进行“Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃含量测定”的实验：

（1）甲组方法：用图Ⅰ、图Ⅱ装置将样品与稀盐酸充分反应，测定反应后生成CO₂的体积，经换算并计算出样品中Na₂CO₃的质量．在图Ⅱ装置中，使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同的操作方法是打开弹簧夹，移动量气管，使油层与量气管的液面处于同一水平面．
（2）乙组方法：取10克样品，加水溶解后逐渐滴加溶质质量分数为3.65%的稀盐酸（稀盐酸的密度
取1.0克/毫升），反应过程中不断搅拌并及时测量滴入盐酸体积与用pH试纸测得的相应溶液的pH绘成如图Ⅲ．请结合图中滴入稀盐酸体积与pH的变化数据，计算样品中Na₂CO₃质量分数．（碳酸钠与盐酸反应的化学方程式：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑）
（3）分析甲、乙两组的测定方案，发现乙组对溶液pH的测定误差较大，请说明理由用pH试纸比对颜色有误差．

Answer 1

分析 （1）依据二氧化碳能溶于水但不溶于油解决，当两边无液面差时与外界气压相等．
（2）利用所用稀盐酸的质量，再利用化学方程式可求碳酸钠的质量；
（3）根据用pH试纸比对颜色有误差解答．

解答 解：（1）为保证收集的二氧化碳量的准确，防止二氧化碳溶于水，所以液体采用不溶解二氧化碳的油进行收集．
 使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同操作方法是：打开弹簧夹，移动量气管，使油层与量气管的液面处于同一水平面．故填：打开弹簧夹，移动量气管，使油层与量气管的液面处于同一水平面．
（2）稀盐酸质量是：40毫升×1.0克/毫升×3.65%=1.46g，设碳酸钠的质量是x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          73    
 x            1.46g   
$\frac{106}{x}=\frac{73}{1.46g}$
x=2.12g
样品中Na₂CO₃的含量是$\frac{2.12g}{10g}$×100%=21.2%；
（3）用pH试纸比对颜色有误差．
答案：
（1）打开弹簧夹，移动量气管，使油层与量气管的液面处于同一水平面；
（2）21.2%；
（3）用pH试纸比对颜色有误差

点评 本题主要考查测定混合物中某种成分含量方面的知识，解答本题要从物质的性质方面进行分析、判断，从而得出正确的结论．此题是一道实验综合题，涉及到实验的基本操作和根据化学方程式的计算，是一道训练学生分析问题能力的好题．