Question

17．化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定某已部分變質(zhì)的小蘇打樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
[方案一]
稱取一定質(zhì)量樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質(zhì)量，計(jì)算．
（1）坩堝中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)中，需加熱至恒重的目的是保證NaHCO₃分解完全．
[方案二]
稱取一定質(zhì)量樣品m g，置于小燒杯中，加適量水溶解；向小燒杯中加入足量Ba（OH）₂溶液，過(guò)濾，洗滌、干燥沉淀，稱量固體質(zhì)量，計(jì)算．
（3）過(guò)濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為玻璃棒．
（4）實(shí)驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是取少量上層清液于一支試管中，滴加Ba（OH）₂溶液，觀察是否有白色沉淀生成，若沒(méi)有白色沉淀生成，則沉淀完全；反之則沒(méi)有沉淀完全．
（5）若最后稱量的沉淀沒(méi)有干燥，則測(cè)得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏低．（填“偏高”“偏低“或“無(wú)影響”）

Answer 1

分析 [方案一]碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分解，根據(jù)加熱前后固體質(zhì)量變化，根據(jù)差量法求碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
（2）加熱恒重保證碳酸氫鈉完全分解；
[方案二]碳酸鈉和碳酸氫鈉都和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，根據(jù)生成沉淀的質(zhì)量來(lái)計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)過(guò)濾操作考慮所需儀器；
（4）可取上層清液，繼續(xù)加沉淀劑，看是否生成沉淀；
（5）依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案計(jì)算碳酸鈉含量的過(guò)程分析判斷誤差．

解答 解：[方案一]（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)原理是根據(jù)加熱前后固體質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算碳酸氫鈉，故應(yīng)保證碳酸氫鈉完全分解，加熱恒重則碳酸氫鈉完全分解，
故答案為：保證NaHCO₃分解完全；
[方案二]（3）過(guò)濾時(shí)需用玻璃棒引流，
故答案為：玻璃棒；
（4）可取上層清液，繼續(xù)加沉淀劑，看是否生成沉淀，具體操作為：取上層清液少許于試管中，加入氫氧化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀完全，
故答案為：取少量上層清液于一支試管中，滴加Ba（OH）₂溶液，觀察是否有白色沉淀生成，若沒(méi)有白色沉淀生成，則沉淀完全；反之則沒(méi)有沉淀完全；
（5）設(shè)得到沉淀BaCO₃質(zhì)量為ng，稱取一定質(zhì)量樣品m g，和過(guò)量氫氧化鋇溶液反應(yīng)，設(shè)碳酸鈉物質(zhì)的量為x，碳酸氫鈉物質(zhì)的量為y，依據(jù)元素守恒和質(zhì)量列式計(jì)算，
106x+84y=m
x+y=$\frac{n}{197}$
x=$\frac{m-\frac{84n}{197}}{22}$，
碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{（\\;m-\frac{84n}{197}）×106}{22m}$×100%，
若最后稱量的沉淀沒(méi)有干燥，則n值增大，計(jì)算得到碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，測(cè)定結(jié)果偏低，
故答案為：偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查碳酸鈉含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)裝置的作用及實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析、計(jì)算及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．