题目内容

某校化学研究性学习小组设计如下实验方案,测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数。
(1)方案一:称取一定质量的样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称量剩余固体质量,计算。实验中加热至恒重的目的是_________________。
(2)方案二:按下图装置进行实验。并回答以下问题:

①分液漏斗中应该装___________(填“盐酸”或“稀硫酸”),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)前后质量的变化。
(3)方案三: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钡溶液,过滤洗涤,干燥沉淀,称量固体质量,计算:
①过滤操作中,除了烧杯、漏斗外还用到的玻璃仪器有_____________;
②若加入试剂改为氢氧化钡,已知称得样品9.5g,干燥后的沉淀质量为19.7g,则样品中碳酸钠的质量分数为____________(保留一位小数)。
(共12分)
(1)使NaHCO3分解完全
(2)①稀硫酸,防止外界CO2、H2O被装置C中的碱石灰吸收。 ②C(用字母表示);
(3)①玻璃棒;②55.8%(保留一位小数)。(每空2分)

试题分析:(1)小苏打即NaHCO3,加热易分解,故加热至恒重的目的是使NaHCO3分解完全。
(2)①盐酸易挥发,故分液漏斗中应该装稀硫酸,碱石灰能吸收空气中的水蒸气和CO2,故D装置的作用是防止外界CO2、H2O被装置C中的碱石灰吸收。
②A生成CO2气体经B干燥后到C中进行吸收,故还需称C装置前后质量的变化。
(3)①过滤常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
②发生反应Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH,NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+NaOH+H2O.
样品9.5g,干燥的沉淀碳酸钡质量为19.7g,物质的量为19.7g/(197g/mol) =0.1mol,令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106x+84y=9.5,x+y=0.1,解得x=0.05,y=0.05.所以碳酸钠的质量为106g/mol×0.05mol=5.3g,所以碳酸钠质量分数为5.3g/9.5g×100%=55.8%。
点评:以实验探究“测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数”为载体,考查学生对于实验原理与装置理解评价、实验基本操作、化学计算等,难度中等,题目涉及到的小苏打和纯碱的化学知识是多方面的,构成了一道多角度的探究题。
练习册系列答案
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联碱法(候氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:

(1)两种方法的沉淀池中均发生的反应化学方程式为_____________________________。
(2)若沉淀池含800.00 mol NH3的水溶液质量为54.00 kg,向该溶液通入二氧化碳至反应完全,过滤,得到滤液31.20kg,则NH4HCO3的产率为______________%。
(3)在氨碱法生产过程中氨要循环使用,但不需要补充,在母液中加生石灰前先要加热的原因是  ___ 。
(4)根据联碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是_______(选填编号)。
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 
b.通入氨气能增大NH4+的浓度,使氯化铵更多析出
c.加入食盐细粉能提高Na+的浓度, 使NaHCO3结晶析出
d.通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(5)联碱法相比于氨碱法,氯化钠利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环Ⅰ,联碱法的另一项优点是__________________________________________________。
(6)从沉淀池析出的晶体含有NaCl杂质,某同学在测定其NaHCO3的含量时,称取5.000g试样,配制成100mL溶液,用标准盐酸溶液滴定(用甲基橙做指示剂),测定数据记录如下:
滴定次数
待测液(mL)
0.6000mol/L盐酸溶液的体积(mL)
初读数
终读数
第一次
  20.00
1.00
21.00
第二次
  20.00
如右图Ⅰ
如右图Ⅱ
 
①第二次滴定,从图Ⅰ图Ⅱ显示消耗的盐酸溶液体积为               。
②该实验测定NaHCO3含量的计算式为ω(NaHCO3)=                          。
③该同学测定结果有一定的误差,产生该误差的原因可能是        (选填编号)。
a.待测液中加入甲基橙作指示剂,用标准酸液滴定至变橙色
b.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,直接加入待测溶液进行滴定
c.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准酸液进行滴定
d.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00 mL进行滴定

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