题目内容

5．化学兴趣小组设定以下实验方案，测定某已变质为碳酸钠的小苏打样品中NaHCO3的质量分数．
方案一：称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重，冷却，称量剩余固体质量，计算．
（1）坩埚中发生反应的化学方程式为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑
（2）实验中需加热至恒重的目的是：保证NaHCO3分解完全
方案二：称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量Ba（OH）2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，还要用到的玻璃仪器为玻璃棒
（2）实验中判断沉淀是否完全的方法是取少量上层清液于试管中，滴加一滴Ba（OH）2溶液，观察是否有白色沉淀生成
方案三：按如图装置进行实验：
（1）B装置内所盛试剂是浓硫酸；D装置的作用是防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置；分液漏斗中不能（填“能”或“不能”）用盐酸代替稀硫酸进行实验．
（2）实验前称取17.9g样品，实验后测得C装置增重8.8g，则样品中NaHCO3的质量分数为70.4%．
（3）根据此实验测得的数据，测定结果有误差，因为实验装置还存在一个明显缺陷是：缺少一套将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置．

分析 [方案一]碳酸氢钠不稳定，受热易分解，根据加热前后固体质量变化，根据差量法求碳酸氢钠的质量，进而求得碳酸钠的质量分数；
（1）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；
（2）加热恒重保证碳酸氢钠完全分解；
[方案二]碳酸钠和碳酸氢钠都和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，根据生成沉淀的质量来计算碳酸钠的质量分数．
（1）根据过滤操作考虑所需仪器；
（2）可取上层清液，继续加沉淀剂，看是否生成沉淀；
[方案三]（3）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，
（4）结合反应定量关系和元素守恒计算得到物质的质量，来计算物质含量；
（5）二氧化碳气体不能全部进入C装置被吸收，需要添加一个装置二氧化碳气体赶入装置C的装置．

解答 解：[方案一]（1）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应方程式为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑，
故答案为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑；
（2）实验原理是根据加热前后固体质量变化来计算碳酸氢钠，故应保证碳酸氢钠完全分解，加热恒重则碳酸氢钠完全分解，
故答案为：保证NaHCO3分解完全；
[方案二]（1）过滤时需用玻璃棒引流，故答案为：玻璃棒；
（2）可取上层清液，继续加沉淀剂，看是否生成沉淀，具体操作为：取上层清液少许于试管中，加入氢氧化钡溶液，若无沉淀生成，则沉淀完全，
故答案为：取少量上层清液于一支试管中，滴加Ba（OH）2溶液，观察是否有白色沉淀生成；
[方案三]（1）B中为浓硫酸吸收水，干燥二氧化碳，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C装置中质量增加量的准确性；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸，盐酸易挥发，这样制得二氧化碳气体中含氯化氢，浓硫酸不能吸收氯化氢，则氯化氢被碱石灰吸收，导致测到二氧化碳质量偏高，等质量碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠产生二氧化碳多，则会导致碳酸氢钠偏多，碳酸钠偏小，
故答案为：浓硫酸；防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置；不能；
（2）设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x、y，则
Na2CO3+H2SO4=H2O+CO2↑+Na2SO4、
 1                                 1
x                                 x
2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑
  2                                                  2
  y                                                  y
106x+84y=17.90
44x+44y=8.80
解得x=0.05mol
y=0.15mol
则样品中NaHCO3的质量分数为=$\frac{0.15mol×84g/mol}{17.9g}$×100%=70.4%，
故答案为：70.4%；
（3）实验装置还存在一个明显缺陷为装置中的二氧化碳不能被C全部吸收，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：缺少一套将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置．

点评 本题考查碳酸钠含量的测定实验，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．

练习册系列答案
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15．下列有关NA的说法正确的是（　　）
A．标准状况下，22.4L SO3中含有的分子数为NA个
B．2L 0.5 mol•L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
D．密闭容器中2mol NO和1mol O2充分反应，产物的分子数为2NA
16．利用下列装置（部分仪器已省略），能顺利完成对应实验的是（　　）
A．
制乙酸乙酯		B．
制氢氧化亚铁		C．
石油的蒸馏		D．
实验室制乙烯
13．下列关于磷酸（H3PO4）的说法中正确的是（　　）
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C．9.8g H3PO4含有NA个H3PO4分子D．NA个H3PO4分子的质量为98g
20．下列实验操作或事故处理正确的是（　　）
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C．皮肤上不慎沾上NaOH溶液，立即用盐酸冲洗
D．实验结束后，用嘴吹灭酒精灯
10．某课题研究小组的同学在查阅资料时得知，Na2O2与干燥的CO2不能发生反应，当有少量水存在时，Na2O2可与CO2发生反应生成Na2CO3和O2．为了探究“二氧化碳是否在有水存在时才能与过氧化钠反应”．某课题研究小组的同学们设计了如图所示的实验装置，分别进行甲、乙两次实验：
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（1）在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2的目的是防止Na2O2受潮．
（2）在实验甲中，试剂X是浓硫酸，在实验乙中，试剂Y是CO2的饱和溶液．
（3）试管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是吸收未反应完的CO2以便使木条复燃．
（4）为了确保实验现象的准确性，制备CO2所用的反应物最好选用be（填字母）．
a．大理石　　b．小苏打　　c．烧碱d．盐酸  e．稀硫酸  f．稀硝酸．
17．下列说法中，不正确的是（　　）
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