题目内容

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
 
，其作用是
 
；装置丁中碱石灰的作用是
 
．（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
 
（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，即使操作规范下也会造成结果偏低，你认为他的理由是
 
，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
 
，其中NaOH溶液的作用是
 
．
（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
 
溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl2过量；
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，操作X的名称是
 
，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数
 
（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为
 
．
考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算
专题：科学探究
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（或浓H2SO4），其作用是吸收水蒸气（或干燥CO2）；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
则
106
x
=
100
10.0g
，解得x=10.6g
所以样品中碳酸钠的质量分数：
10.6g
11.0g
×100%=96.4%
故答案为：
（1）①浓硫酸（或浓H2SO4）；吸收水蒸气（或干燥CO2）；B；②偏低；③有CO2残留在烧瓶内；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；吸收空气中的CO2
（2）②CaCl2；③洗涤；偏高；④96.4%
点评：此题考查测定纯碱（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
相关题目
下列因素：①温度 ②溶质种类 ③溶剂质量  ④搅拌 ⑤溶质颗粒大小  ⑥压强，其中影响固体物质溶解度的是（　　）
A、①②B、③⑤⑥
C、②④⑥D、①②③④⑤
食品安全与人的健康密切相关，不当的操作也会带来安全隐患，下列生活做法合理或对人体健康无害的是（　　）①天然气泄漏时打开排风扇降低气体浓度  ②用甲醛溶液浸泡水产品  ③油锅着火时，用水浇灭  ④糕点发酵要加入少量小苏打  ⑤稀释浓硫酸，先往烧杯中倒入浓硫酸，再沿杯壁倒水，边倒边用玻璃棒搅拌  ⑥用高锰酸加热制取氧气，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯．
A、①④B、③⑤C、①⑥D、④⑥
生活中处处是化学，请用所学知识回答下列问题．
（1）水垢的主要成分是
 
．
（2）硝酸铵又称“硝铵”，是一种常用氮肥，向硝酸铵溶液中加入紫色石蕊试液，试液变红色，硝酸铵溶液显
 
 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）pH值
 
7（大于、小于、等于）
（3）食醋中含3%～5%的醋酸，生活中常用食醋清洗水垢【Mg（OH）2和CaCO3】．已知醋酸在水中能电离出CH3COO一和H+；2CH3COOH+CaCO3=（CH3COO）2Ca+H2O+CO2↑．请写出醋酸与Mg（OH）2反应的化学方程式：
 
．
（4）生活中我们知道这样的事实：食盐溶于水但难溶于油，食盐易溶于水而碳酸钙难溶于水；食盐在热水中比在冷水中溶解的多．这说明固体的溶解度主要和
 
、
 
、
 
有关．
（5）将CO2、CaO、NaCl分别溶解在水中，所得溶液pH值大于7的
 
，小于7的
 
，能使紫色石蕊试液变红色的
 
，溶解温度升高的是
 
．
中考化学实验考查是由学生抽签确定一个实验进行考查，考查的实验有：①氧气的制取和性质；②二氧化碳的制取和性质；③配制50g15%的NaCl溶液…等八个基础实验．
（1）甲同学抽签后来到实验室，发出本组实验桌上的主要准备了下列仪器和药品：
①甲同学抽到的实验应该是
 
（填字母代号）．
A．氧气的制取和性质                B．二氧化碳的制取和性质
②该实验不必用到的仪器是
 
（写仪器名称）．制取该气体的化学方程式为：
 
．
③甲同学取用固体药品放入反应容器中的操作是
 
．
④利用上述气体发生装置还可以制取
 
气体，用
 
（选填“向上”或“向下”）排空气法收集该气体．
（2）乙同学抽到“配制50g15%的NaCl溶液”的实验．通过计算，他需要称量NaCl
 
g，量取水
 
mL．量取水时，当加入量筒的水接近所需的体积时，应进行下一步操作是
 
．
某工业生产上规定空气中二氧化硫的允许排放量不得超过0.02mg/m3．某研究性学习小组利用“碘量法”测定某化工厂附近空气中的二氧化硫的含量，请你参与并协助他们完成相关学习任务．
【查阅资料】淀粉遇碘（I2）变蓝，遇氢碘酸（HI）不变色．氢碘酸为无色液体．
【测定原理】
碘溶液吸收SO2的化学反应原理是：SO2+I2+2H2O═X+2HI．X的化学式为
 
．
【测定步骤】
（1）取配制好的碘（I2）溶液5.00mL（含I2的质量为6.35×10-4 mg）于下述装置中的反应容器内，并滴加2-3滴无色淀粉溶液．

（2）利用上述装置到指定的测试点抽气，每拉动1次注射器抽气100mL，并注入碘溶液中，直到反应恰好完全为止，记录抽气的次数．抽气时应进行的操作是
 
．实验中表明恰好完全反应的现象是
 
．
（3）换到不同地点再重复实验4次（每次所取碘溶液相同）．这样做的目的是
 
．
每次实验的抽气次数记录 如表．
实验次数 1 2 3 4 5
抽气次数 42 38 36 44 40
【得出结论】
二氧化硫的含量    是否超标
 
 
【交流与讨论】
实验结束后，有同学提议：可将插入碘溶液的导管下端改成具有多孔的球泡，有利于提高实验的准确度，其理由是
 
．
氢气是最清洁的燃料，计算200g氢气完全燃烧生成水的质量．
小明同学看到妈妈将买来的排水口洗净剂（主要成分：过碳酸钠、柠檬酸）洒在厨房排水口网状盖的底部，倒上温水后迅速冒出气泡．为了解其反应过程，他与学习小组的同学进行了如下探究．
【探究一】小组同学根据所学的化学知识设计并进行了如图所示的实验．

要保证实验的效果，实验装置要有良好的气密性，检查A装置气密性的方法是
 
．
实验中观察到如下现象：A中有气泡产生；B中的澄清石灰水变浑浊；C中收集到的气体能使燃着的木条燃烧更旺．由此同学们得出结论：生成的两种气体分别是
 
、
 
（填化学式）．
【探究二】
（1）实验过程：
教师提供了一瓶过碳酸钠（Na2CO4），小组同学进行了如下实验探究：

（2）提出问题：无色溶液X中的溶质有哪些物质？
（3）猜想与假设：根据以上实验现象，X溶液中一定存在的溶质是
 
；还可能存在Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种．
写出上述实验探究中②反应的化学方程式
 
．
（4）查找资料：
资料1：氯化钙溶液呈中性；氯化钙溶液与碳酸氢钠溶液混合不发生反应；
氯化钙溶液与碳酸钠溶液混合后发生如下反应：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
资料2：NaHCO3溶液呈碱性，与石灰水反应生成白色沉淀；碳酸氢钠、碳酸钠与足量的酸反应产物相同．
（5）实验过程：小组同学对溶液X中的溶质进行了如下实验．请将下列实验方案填写完整．
实验操作 主要实验现象 结论
① 证明溶液中有Na2CO3
② 证明溶液中既无NaHCO3又无NaOH
（6）实验反思：①根据资料，NaHCO3溶液能与石灰水反应生成白色沉淀．于是，同学们猜想：碳酸氢钠与氢氧化钠是否反应？
 
（如反应，请写出化学方程式，如不反应此空不填）．②Na2CO3、NaHCO3两种物质性质上既有共性又有差异，其差异性可用于鉴别、
 
．
现有一样品含有NaOH和Na2CO3，向该9.4g样品中加入质量分数为7.3%的稀盐酸100g，恰好完全反应得到中性溶液，蒸干该溶液得到的固体质量为
 
．

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