Question

9．甲同学发现实验室中的小苏打固体样品中混有少量的氯化钠，故想测出其中的NaHCO₃的质量分数，为此设计了四种实验方案
方法一：（图1）
方法二：（图2）
方法三：（图3）

方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器．
按要求回答下列问题：
（1）方法一：加入足量的试剂ACa（OH）₂或Ba（OH）₂（填写A的化学式）可将HCO₃^-离子转化为沉淀并称重．；
（2）方法二：在操作1中所用到的玻璃仪器中，除了烧杯、胶头滴管外，还需要用到的是100mL容量瓶、玻璃棒，在操作2中应选择甲基橙作指示剂．
（3）在方法二中计算该样品中NaHCO₃的质量分数为$\frac{42V（HCl）}{1000m}$×100%；
（4）在方法三中：根据所用的实验装置，除了装有药品的干燥管反应前后的质量外，还需测定的实验数据是所取固体样品质量；
（5）方法四的实验原理是：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（用化学方程式表示）．

Answer 1

分析 法一：（图甲）固态样品加试剂A使碳酸氢跟生成沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥称量沉淀的质量，从而根据碳守恒计算碳酸氢钠的质量，进而计算质量分数；
方法二：（图乙）固态样品加水溶解成100ml溶液，取20ml加指示剂，用标准盐酸进行滴定，从而计算出碳酸氢钠的质量分数；
方法三：（图丙）固态样品加稀硫酸充分溶解，再经过浓硫酸干燥，用碱石灰吸收生成的二氧化碳气体，根据二氧化碳的质量计算碳酸氢钠的质量，进而计算质量分数；
方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器，应根据碳酸氢钠不稳定的性质，解热分解生成碳酸钠，根据质量的变化计算碳酸氢钠的质量，进而计算质量分数，以此解答该题．

解答 解：（1）与HCO₃^-反应产生沉淀的试剂有Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂，所以试剂A为Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂，
故答案为：Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂；
（2）方法二中固态样品加水溶解成100ml溶液，所以还需100mL的容量瓶，并用玻璃棒溶解固体，引流溶液，故答案为：100 mL容量瓶、玻璃棒；
（3）由于盐酸与碳酸氢钠按1：1反应，所以消耗盐酸的物质的量即为碳酸氢钠的物质的量，又配100ml，取20ml进行滴定，所以原液是待测液的5倍，所以样品中NaHCO₃的质量为V（HCl）×10^-3×0.100×5×84=0.042V（HCl）g，质量分数为$\frac{42V（HCl）}{1000m}$×100%，故答案为：$\frac{42V（HCl）}{1000m}$×100%；
（4）方法三利用产生二氧化碳的质量来计算碳酸氢钠的质量分数，所用需要称量装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量以及所取固体样品质量，
故答案为：所取固体样品质量；
（5）不用其他化学试剂，就只能是碳酸氢钠的受热分解了，利用固体反应前后的质量差，计算碳酸氢钠的质量分数，化学方程式是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

点评 本题考查物质含量的测定，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和实验能力，注意分析各种方法的原理，进而解答，题目难度中等．