题目内容
【题目】为了测定工业纯碱中Na2CO3的质量分数(含少量NaCl),甲、乙、丙三位学生分别设计了一套实验方案。
学生甲的实验流程如图所示:
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学生乙设计的实验步骤如下:
①称取样品,为1.150g;②溶解后配成250mL溶液;③取20mL上述溶液,加入甲基橙2~3滴;④用0.1140mol/L的标准盐酸进行滴定;⑤数据处理。
回答下列问题:
(1)甲学生设计的定量测定方法的名称是___法。
(2)试剂A可以选用___(填编号)
a.CaCl2 b.BaCl2 c.AgNO3
(3)操作Ⅱ后还应对滤渣依次进行①___、②___两个实验操作步骤。其中,证明前面一步的操作已经完成的方法是___;
(4)学生乙某次实验开始滴定时,盐酸溶液的刻度在0.00mL处,当滴至试剂B由___色至___时,盐酸溶液的刻度在14.90mL处,乙同学以该次实验数据计算此样品中Na2CO3的质量分数是___(保留两位小数)。乙同学的这次实验结果与老师给出的理论值非常接近,但老师最终认定他的实验方案设计不合格,你认为可能的原因是什么?___。
(5)学生丙称取一定质量的样品后,只加入足量未知浓度盐酸,经过一定步骤的实验后也测出了结果。他的实验需要直接测定的数据是___。
【答案】重量 ab 洗涤 烘干 取最后一次洗涤液,加入AgNO3无沉淀证明洗涤干净 黄橙色 半分钟不褪色 0.98或97.85% 没有做平行试验取平均值 干燥洁净的蒸发皿的质量、蒸发结晶恒重后蒸发皿加固体的质量
【解析】
(1)根据甲的实验流程可知,该方案中通过加入沉淀剂后,通过测量沉淀的质量进行分析碳酸钠的质量分数,该方法为沉淀法,故答案为:重量;
(2)为了测定工业纯碱中Na2CO3的质量分数(含少量NaCl),加入沉淀剂后将碳酸根离子转化成沉淀,可以用CaCl2、BaCl2,由于硝酸银溶液能够与碳酸根离子、氯离子反应,所以不能使用硝酸银溶液,故答案为:ab;
(3)称量沉淀的质量前,为了减小误差,需要对沉淀进行洗涤、烘干操作,从而除去沉淀中的氯化钠、水;检验沉淀已经洗涤干净的操作方法为:取最后一次洗涤液,加入AgNO3无沉淀证明洗涤干净,故答案为:洗涤;烘干;取最后一次洗涤液,加入AgNO3无沉淀证明洗涤干净;
(4)滴定结束前溶液显示碱性,为黄色,滴定结束时溶液变为橙色,则滴定终点的现象为:溶液由黄色变为橙色,且半分钟不褪色;盐酸溶液的刻度在14.90mL处,消耗HCl的物质的量为:0.1140mol/L×0.01490L=0.0016986mol,根据关系式Na2CO32HCl可知,20mL该溶液中含有碳酸钠的物质的量为:0.0016986mol×12=0.0008493mol,则250mL溶液中含有的碳酸钠的物质的量为:0.0008493mol×250mL20mL=0.01061625mol,所以样品中碳酸钠的质量分数为:[(106g/mol×0.01061625mol)/1.150g]×100%=97.85%或0.98;滴定操作测量纯度时,为了减小误差,需要多次滴定取平均值,而乙同学没有没有做平行试验取平均值,所以设计的方案不合格,故答案为:黄;橙色,半分钟不褪色;0.98或97.85%(保留两位小数);没有做平行试验取平均值;
(5)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,只要计算出反应后氯化钠固体的质量,就可以利用差量法计算出碳酸钠的质量,所以需要测定的数据由:干燥洁净的蒸发皿的质量、蒸发结晶恒重后蒸发皿加固体的质量,故答案为:干燥洁净的蒸发皿的质量、蒸发结晶恒重后蒸发皿加固体的质量。
【题目】将炼钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链如下,可得到烧碱、甲醇、钛以及其他一些有用的副产品。
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已知:合成甲醇的主反应为:CO+2H2
CH3OH+Q(Q>0,下同);
同时有副反应如:8CO+17H2
C8H18+8H2O+Q;4CO+8H2
C4H9OH+3H2O+Q。
请完成下列填空:
(1)在实验室电解饱和食盐水时,因工业食盐中含有少量氯化钙、硫酸镁等杂质,除杂时先加入沉淀剂,然后过滤,滤渣的成分是__________(填写化学式)。
(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式_________。
(3)诸如上述联合生产,其优点有_______。生产中除了获得上述目标产品外,还能得到副产品________(填写化学式)。
(4)在上述产业链中,合成192吨甲醇理论上需额外补充H2 _____吨(不考虑生产过程中物质的损失及副反应)。
(5)上述产业链中“氯化”在6000C以上的反应器内进行。已知:
物质 | 沸点(0C) |
TiCl4 | 136 |
FeCl3 | 315 |
为了将TiCl4从“氯化”后的混合物中分离出来,请设计合理的方案:_______。