Question

某興趣小組走進實驗室看到了一個不和諧的“音符”（如圖1）．

（1）此情此景你首先想到是取用后應立即塞上瓶塞密封保存，這是因為

 

．（用化學方程式加以說明）
（2）該興趣小組同學為了測定變質(zhì)的燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，首先設計了圖2所示的裝置，加入過量的鹽酸反應后，通過右側(cè)注射器內(nèi)收集到氣體的量計算出Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)（所使用注射器最大量程為20mL）．
寫出錐形瓶內(nèi)所發(fā)生變化的化學方程式

 

，

 

．小李認為該方案中需要控制樣品取用的量，這是因為

 

．
（3）該興趣小組同學在反思上面實驗后設計了如圖3的裝置測定變質(zhì)的燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)．反應的開始、結束都要用注射器反復的排送空氣．實驗步驟為：
①檢查裝置的氣密性．
②稱10g燒堿樣品放入廣口瓶中，D處注射器內(nèi)加入適量的稀硫酸，準確稱量裝置F的質(zhì)量320g，連好裝置．
③打開彈簧夾，反復推拉注射器A 10次，準確稱量裝置F的質(zhì)量320.5g．
④關閉彈簧夾，然后推動注射器M的活塞，讓稀硫酸逐滴滴入樣品中，直到不再產(chǎn)生氣泡為止．
⑤打開彈簧夾，緩緩推拉注射器A 10次．⑥再準確稱裝置F質(zhì)量為321.6g．
問題探究：
（Ⅰ）若步驟⑤中注射器A推拉速率過快，則測定的Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)會

 

 （填“偏大”、“偏小”、“不變”），理由是

 

．
（Ⅱ）試根據(jù)實驗所記數(shù)據(jù)計算出該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)

 

．（不需寫出計算過程）

Answer 1

考點：藥品是否變質(zhì)的探究,常見氣體的檢驗與除雜方法,堿的化學性質(zhì),鹽的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（1）氫氧化鈉固體易吸收空氣中的水分而潮解，且與二氧化碳反應，寫出反應的方程式；
（2）已知“某變質(zhì)的燒堿樣品中有Na₂CO₃”，所以和鹽酸反應的化學方程式應有兩個，根據(jù)實驗的目的及題干信息分析；
（3）根據(jù)若二氧化碳釋放的太快，不能被氫氧化鈉完全吸收，會影響測定的Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)；根據(jù)打開彈簧夾1，準確稱量裝置F的質(zhì)量320.5克和321.6克，其質(zhì)量差為二氧化碳的質(zhì)量．知道二氧化碳的質(zhì)量，便可根據(jù)化學方程式計算出碳酸鈉的質(zhì)量，從而計算該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）氫氧化鈉固體易吸收空氣中的水分而潮解，且與二氧化碳反應產(chǎn)生碳酸鈉和水而變質(zhì)，反應的方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，因此要密封保存；
（2）已知“某變質(zhì)的燒堿樣品中有Na₂CO₃”，所以和鹽酸反應的化學方程式應有兩個，及氫氧化鈉和碳酸鈉與鹽酸的反應，反應的方程式分別為：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；因為所使用注射器最大量程為20mL，若樣品取多了，產(chǎn)生氣體可能超過注射器量程，若樣品取少了，產(chǎn)生氣體太少，無法測量，因此需要控制樣品取用的量；
（3）（Ⅰ）若二氧化碳釋放的太快，不能被氫氧化鈉完全吸收，會使測定的Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)偏小；
（Ⅱ）解：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量=321.6g-320.5g=1.1g，
設樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106                44
X                  1.1g   

106

44

=

X

1.1g

  X=2.65g
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：

2.65g

10g

╳100%=26.5%
答：該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為26.5%．
故答案為：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；若樣品取多了，產(chǎn)生氣體可能超過注射器量程，若樣品取少了，產(chǎn)生氣體太少，無法測量；
（3）Ⅰ偏�。焕碛墒牵荷�成二氧化碳氣體不能完全被NaOH溶液吸收；
Ⅱ26.5%．

點評：本題主要探究藥品是否變質(zhì)，掌握探究物質(zhì)的組成成分以及含量的方法，學會實驗數(shù)據(jù)處理或誤差的分析；重點是：掌握根據(jù)化學方程式計算的步驟和方法．