Question

某校化学研究性学习小组设计如下实验方案，测定放置已久的NaHCO₃样品中Na₂CO₃的质量分数．填写下列空白．
【方案一】气体吸收法：按下图装置进行实验．（碱石灰可吸收水、酸性气体）

①实验前应先

 

；D装置的作用是

 

．
②实验中除称量样品质量外，还需称

 

装置（用字母表示）在反应前后质量的变化．
③根据此实验得到的数据，测定结果有较大误差．因为实验装置还存在一个明显缺陷，该缺陷是

 

．
【方案二】沉淀法：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钙溶液，过滤洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算：
①洗涤沉淀的方法是

 

；
②已知称得样品9.5g，干燥后的沉淀质量为5.0g，则样品中碳酸钠的质量分数为

 

%（保留三位有效数字）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：由测定含量的实验可知，A中发生Na₂CO₃+H₂SO₄=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄、2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑，B中为浓硫酸吸收水，干燥二氧化碳，利用C装置吸收二氧化碳，D装置防止空气中的二氧化碳、水进入C装置干扰含量测定，结合反应计算含量，以此来解答；
方案一：①实验前应检查装置的气密性，防止装置漏气，装置B中为浓H₂SO₄，可干燥二氧化碳，装置D的作用为防止空气中水蒸气、CO₂进入C管被吸收，
②实验中除称量样品质量外，还需要称装置C的质量变化得到二氧化碳质量进行计算；
③实验装置还存在一个明显缺陷为：装置中的二氧化碳不一定被C全部吸收，A装置中产生的CO₂未全部被C装置吸收，有部分滞留在A装置中，则需设计一个装置将A、B中的CO₂全部吹入C中吸收，
方案二：①洗涤沉淀的方法是在过滤器中进行；
②依据沉淀质量计算碳酸钠质量得到质量分数；

解答： 解：由测定含量的实验可知，A中发生Na₂CO₃+H₂SO₄=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄、2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑，B中为浓硫酸吸收水，干燥二氧化碳，利用C装置吸收二氧化碳，D装置防止空气中的二氧化碳、水进入C装置干扰含量测定，
方案一：①实验前应检查装置的气密性，防止装置漏气，装置B中为浓H₂SO₄，可干燥二氧化碳，装置D的作用为防止空气中水蒸气、CO₂进入C管被吸收，
故答案为：检查装置的气密性；防止空气中水蒸气、CO₂进入C装置被吸收；
②实验中除称量样品质量外，还需要称这种C的质量变化得到二氧化碳质量进行计算；
故答案为：C；
③实验装置还存在一个明显缺陷为：装置中的二氧化碳不一定被C全部吸收，A装置中产生的CO₂未全部被C装置吸收，有部分滞留在A装置中，则需设计一个装置将A、B中的CO₂全部吹入C中吸收，
故答案为：A装置中产生的CO₂未全部被C装置吸收，有部分滞留在A装置中；
方案二：①洗涤沉淀的方法是在过滤器中进行，向过滤器中加入蒸馏水至液面没过沉淀，待水自然流净后重复操作两到三次；
故答案为：向过滤器中加入蒸馏水至液面没过沉淀，待水自然流净后重复操作两到三次；
②样品9.5g，干燥后的沉淀质量为5.0g，为CaCO₃的质量，则样品中碳酸钠的质量分数=

5.0g 100/mol ×106g/mol

9.5g

×100%=55.8%；
故答案为：55.8%；

点评：本题考查碳酸氢钠含量的测定实验，为高频考点，把握实验装置的作用及实验目的为解答的关键，侧重分析、计算及实验能力的综合考查，题目难度中等．