题目内容

20．某校课外小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数，甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验．
方案Ⅰ．甲组同学用质量法，按如下图所示的实验流程进行实验：

（1）有同学认为“加入适量盐酸”不好操控，应改为“过量盐酸”，便于操作且不影响测定的准确性，你认为对或错，理由是因盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发不残留，不影响结果．
（2）实验结束时称量的固体成分是氯化钠（填化学式）．若测得开始样品质量为19g，结束时固体质量为17.55g，则混合物中含有的碳酸钠的质量为10.6g．
方案Ⅱ：乙组同学的主要实验流程图如下：

说明：流程图中“称量C”指的是称量装置C（见下图）的质量．按如图所示装置进行实验：

（3）图B中所装试剂为浓硫酸．在C中装碱石灰来吸收净化后的气体．D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保前一个干燥管中质量增加量的准确性．
（4）有的同学认为为了减少实验误差，在反应前后都应通入N2，反应后通入N2的目的是将B、C装置中残留CO2全部驱入D装置的碱石灰中，减小实验误差．
方案Ⅲ：气体分析法
（5）把一定量样品与足量稀硫酸反应后，用如图装置测量产生CO2气体的体积，B溶液最好采用b（填序号）使测量误差较小．
a．饱和碳酸钠溶液         b．饱和碳酸氢钠溶液
c．饱和氢氧化钠溶液       d．饱和硫酸铜溶液．

分析 方案Ⅰ．（1）根据测定方法分析，利用的是样品质量和反应后所得氯化钠的质量计算，过滤盐酸再蒸发浓缩时挥发，对测定结果无影响；
（2）碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠，溶液蒸发后得氯化钠固体，根据样品的质量和生成氯化钠的质量列方程组可求得混合物中含有的碳酸钠的质量；
方案Ⅱ、碳酸钠和碳酸氢钠与稀硫酸反应生成二氧化碳，把除去水蒸气的二氧化碳被碱石灰吸收，通过碱石灰的增重求得二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量和样品质量求得碳酸钠的物质的量，进而求得质量分数；
（3）装置B的作用是把气体中的水蒸气除去；在C中装碱石灰来吸收净化后的气体，测定生成气体质量，该方案关键是要获得产生的CO2的质量，故应保证产生的二氧化碳完全被吸收，而空气中二氧化碳不能被吸收，装置D是防止空气中的气体进入装置C；
（4）所以反应前后都要通入N2，反应后通入N2的目的是：排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被C装置中碱石灰吸收；
方案Ⅲ：气体分析法
（5）所选液体不溶解二氧化碳．

解答 解：方案Ⅰ．（1）利用的是样品质量和反应后所得氯化钠的质量计算，过滤盐酸再蒸发浓缩时挥发，对测定结果无影响，改为“过量盐酸”，便于操作且不影响测定的准确性，因盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发不残留，不影响结果；
故答案为：因盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发不残留，不影响结果；
（2）碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠，溶液蒸发后得氯化钠固体，设样品中碳酸钠的物质的量为xmol，碳酸氢钠的物质的量为ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{106x+84y=19}\\{（2x+y）×58.5=17.55}\end{array}\right.$，解得x=0.1mol，所以混合物中含有的碳酸钠的质量为0.1mol×106g/mol=10.6g，
故答案为：氯化钠；10.6；
Ⅱ、（3）装置B的作用是把气体中的水蒸气除去，故用浓硫酸来除去水蒸气；空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收，故D的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保前一个干燥管中质量增加量的准确性；
故答案为：浓硫酸；吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保前一个干燥管中质量增加量的准确性；
（4）该方案关键是要获得产生的CO2的质量，实验前容器内含有空气，空气中含有二氧化碳，会影响生成的二氧化碳的量，反应后装置中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差，所以反应前后都要通入N2，反应后通入N2的目的是：将生成的二氧化碳从容器内排出，被C装置中碱石灰吸收．
故答案为：将B、C装置中残留CO2全部驱入D装置的碱石灰中，减小实验误差；
方案Ⅲ：气体分析法
（5）利用测定反应生成的二氧化碳气体体积的方法测定，在碳酸氢钠溶液中二氧化碳不反应，溶解度减小，利用装置图排饱和碳酸氢钠溶液测定二氧化碳气体的体积，二氧化碳和碳酸钠、氢氧化钠都反应，在硫酸铜溶液中也溶解，
故答案为：b．

点评 本题考查了物质性质的探究和组成分析判断，主要是实验过程的分析，掌握基本操作和测定原理是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．下列各项中电解质的电离方程式中正确的是（　　）
A．NaHCO3 的水溶液：NaHCO3═Na++H++CO32-
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C．HF的水溶液：HF═H++F-
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11．下列说法正确的是（　　）
A．分子里含有双键的有机物一定是烯烃
B．分子里含有苯环和羟基的化合物一定属于酚类
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8．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）．

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应，请回答下列问题：
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（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料．该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极反应式是FeS2+4e-=Fe+2S2-．
（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%．将akg质量分数为b%的硫酸加入ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计．按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO30.0118ab-0.646ckg．（不需计算，写出表达式即可）
15．下列实验操作正确且能达到相应实验目的是（　　）
实验目的实验操作
A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体
B制备Fe（OH）3胶体向氯化铁饱和溶液中逐滴加入少量NaOH溶液，加热煮沸至液体变为红褐色
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A．AB．BC．CD．D
5．某NaCl样品中混有NaBr杂质，为了测定该NaCl样品的纯度，设计的实验过程如图1所示：

阅读上述实验过程，完成下列填空：
（1）图2装置是用来完成向溶液甲中通入过量Cl2的实验，在下面表格A、B、D下填写装置中所放的化学药品．

（2）萃取所需要的主要玻璃仪器是分液漏斗；
（3）溶液甲中通入Cl2的化学方程式为2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2；
（4）原固体样品中氯化钠的质量分数为90.0%．
12．25℃时，向10.0mL 0.2mol•L-1CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol•L-1的NaOH溶液，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是（　　）
A．过程中可能有：c（Na+）＞c（OH-）=c（CH3COO-）＞c（H+）
B．整个过程中都有：c（OH-）-c（H+）=c（Na+）-c（CH3COO-）
C．当滴入10.0 mLNaOH溶液时有：c（CH3COOH）-c（CH3COO-）═2[c（OH-）-c（H+）]
D．当滴入10.0 mLNaOH溶液时混合溶液的pH=4.75，则：c（CH3COO-）＞c（CH3COOH）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）
9．设NA表示阿伏加德罗常数，则下列说法中正确的是（　　）
A．22.4LO2含有的O2分子个数为NA
B．在标准状况下，4.48L H2O中所含的原子总数为0.6NA
C．40 g NaOH溶解在1 L水中，所制得的溶液，物质的量浓度为1mol•L-1
D．常温常压下，22g CO2含有的原子个数为1.5NA
10．下列指定溶液中，各组离子一定能大量共存的是（　　）
A．pH=1的溶液中：K+、Fe2+、Cl-、NO3-
B．加入Al能放出H2的溶液中：NH+4、Cl-、SO2-4、HCO-3
C．在含有大量Fe3+的溶液中：NH4+、Cl-、Na+、SCN-
D．由水电离的c（OH-）=10-13mol•L-1的溶液中：Ba2+、Cl-、Na+、Br-

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