题目内容

【题目】小苏打主要用于食品工业。工业上有多种制取小苏打的方法。完成下列填空:

I.合成法:Na2CO3+H2O+CO2→2NaHCO3。实验室模拟合成法的过程如下:80g水充分溶解10gNaOH,保持温度为15℃,向所得溶液中缓慢地通入CO2,用传感器测得溶液pH变化如下图所示。Na2CO3、NaHCO3的溶解度如下表所示。

(1)写出前6分钟(M点之前)溶液中发生反应的离子方程式:______________。

(2)第13分钟(N点)溶液中c(Na+)____第21分钟(Q点)溶液中c(Na+)(填“>”“<”或“=”)。

(3)补全Q点溶液中阴、阳离子浓度的等式关系:c(Na+)+___=c(HCO3-)_____。____

Ⅱ.用标准盐酸溶液滴定可测定碳酸氢钠样品的纯度。也可用加热分解法测定其含量(已知样品中的主要杂质是NaCl;碳酸氢钠在250℃~270℃分解完全)。

(4)滴定法测定碳酸氢钠含量的实验步骤:

①称量8.450g NaHCO3样品配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入甲基橙作指示剂,用0.5000mol/L标准盐酸溶液滴定。当滴定至溶液由____色变为____色且半分钟不变色为滴定终点,记录读数。重复滴定操作3次,平均消耗盐酸19.80mL。样品中NaHCO3的质量分数为______(小数点后保留三位)。

②配制250mL样品溶液需要的仪器有:_________________________。

(5)加热分解法测定碳酸氢钠含量:

①称量的操作至少要进行4次,第一次称量的是_______的质量。

②若测定的结果偏高,可能的原因是________(选填序号)。

a.加热时样品飞溅 b.加热时未充分搅拌

c.加热容器中有不分解、不挥发的杂质 d.加热容器中不干燥

【答案】CO2+2OH-→CO32-+H2O > c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-) 黄 橙 0.984 烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管 坩埚 ad

【解析】

(1)先发生2NaOH+CO2=H2O+Na2CO3,后发生CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3,前6分钟(M点之前)溶液中发生反应的离子方程式: CO2+2OH-→CO32-+H2O ;

(2)溶液中溶解过量的二氧化碳后,二氧化碳与溶液中的碳酸钠反应,生成碳酸氢钠,碳酸氢钠在水中溶解度小,碳酸氢钠达到一定量时会析出。

(3)Q点溶液中点的溶质为NaHCO3,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-) ;

(4)①选用甲基橙作为指示剂时,它的变色范围是3.1~4.4,颜色为红、橙、黄色;当滴定至溶液由黄色变为橙色且半分钟不变色为滴定终点。

样品中NaHCO3的质量分数为测得NaHCO3的质量÷8.450g×100%;

②根据配制步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶来分析需要的仪器;

(5)①称量的操作至少要进行4次,第一次称量的是坩埚的质量。

②a.加热时样品飞溅,固体减少的质量全当成NaHCO3;

b.加热时未充分搅拌,导致部分NaHCO3没有分解;

c.加热容器中有不分解、不挥发的杂质,杂质含量高;

d.加热容器中不干燥,水引起减少的质量偏大,固体减少的质量全当成NaHCO3,测定的结果偏高,故正确。

(1)先发生2NaOH+CO2=H2O+Na2CO3,后发生CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3,前6分钟(M点之前)溶液中发生反应的离子方程式: CO2+2OH-→CO32-+H2O ;

(2)实验过程中,溶液中溶解过量的二氧化碳后,二氧化碳与溶液中的碳酸钠反应,生成碳酸氢钠,因为碳酸钠在水中溶解度大,碳酸氢钠在水中溶解度小,碳酸氢钠达到一定量时会析出,第13分钟(N点)溶液中c(Na+)>第21分钟(Q点)溶液中c(Na+);

(3)Q点溶液中点的溶质为NaHCO3,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-) ;

(4)①选用甲基橙作为指示剂时,它的变色范围是3.1~4.4,颜色为红、橙、黄色;当滴定至溶液由黄色变为橙色且半分钟不变色为滴定终点。

样品中NaHCO3的质量分数为0.5000mol/L×19.80mL×10×84g/mol÷8.450g×100%=8.316÷8.450g×100%=98.4%;

②实验室要250mL待测溶液,用天平和药匙称取8.450g样品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水),冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,所需的仪器有烧杯、玻璃棒、250ml容量瓶、胶头滴管;

(5)①称量的操作至少要进行4次,第一次称量的是坩埚的质量。

②a.加热时样品飞溅,固体减少的质量全当成NaHCO3,测定的结果偏高,故正确; b.加热时未充分搅拌,导致部分NaHCO3没有分解,测定的结果偏低,故错误;

c.加热容器中有不分解、不挥发的杂质,杂质含量高,测定的结果偏低,故错误;

d.加热容器中不干燥,水引起减少的质量偏大,固体减少的质量全当成NaHCO3,测定的结果偏高,故正确。

故选ad。

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