Question

欲測定含少量氯化鈉的小蘇打固態(tài)樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可采用以下四種方法．

方法一：（圖甲）
方法二：（圖乙）
方法三：（圖丙）
方法四：不使用化學(xué)試劑，使用實(shí)驗(yàn)室常用儀器
按要求回答下列問題：
（1）方法一：加入足量的試劑A

 

（填寫A的化學(xué)式）可將HCO₃^-離子轉(zhuǎn)化為沉淀并稱重．操作1、2、3、4的名稱依次是溶解、

 

、洗滌和

 

；
（2）方法二：在操作1中所用到的玻璃儀器中，除了燒杯、玻璃棒外，還需要的用到的是

 

，在操作2中應(yīng)選擇的指示劑是

 

；
（3）在方法二中計(jì)算該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

[用流程圖中的數(shù)據(jù)m、V（HCl） 填寫有關(guān)的表達(dá)式]；
（4）在方法三中：根據(jù)所用的實(shí)驗(yàn)裝置，除了稱量試樣質(zhì)量外，還需測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是

 

；
（5）仔細(xì)分析方法三中的實(shí)驗(yàn)裝置，若由此測得的數(shù)據(jù)來計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是

 

，偏低的原因可能是

 

（均文字簡述）；
（6）方法四的實(shí)驗(yàn)原理是：

 

（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：方法一：（圖甲）固態(tài)樣品加試劑A使碳酸氫跟生成沉淀，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥稱量沉淀的質(zhì)量，從而根據(jù)碳守恒計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方法二：（圖乙）固態(tài)樣品加水溶解成100ml溶液，取20ml加指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸進(jìn)行滴定，從而計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方法三：（圖丙）固態(tài)樣品加稀硫酸充分溶解，再經(jīng)過濃硫酸干燥，用堿石灰吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（1）根據(jù)以上分析：與HCO₃^-反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的試劑有Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂，二者選其一即可；操作1、2、3、4的名稱依次是溶解、過濾、洗滌、干燥；
（2）根據(jù)方法二的原理分析所需儀器；根據(jù)滴定終點(diǎn)時(shí)溶液酸堿性選擇指示劑；
（3）由所用鹽酸的體積可計(jì)算出20mL的待測液中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）方法三利用產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所用需要稱量裝有堿石灰的干燥管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量；
（5）根據(jù)裝置分析，偏高的原因是堿石灰還會(huì)吸收空氣中的二氧化碳和水使質(zhì)量增大；偏低的原因是裝置中會(huì)有殘留的二氧化碳未被吸收；
（6）不用其他化學(xué)試劑，就只能是碳酸氫鈉的受熱分解了，利用固體反應(yīng)前后的質(zhì)量差，計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：方法一：（圖甲）固態(tài)樣品加試劑A使碳酸氫跟生成沉淀，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥稱量沉淀的質(zhì)量，從而根據(jù)碳守恒計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方法二：（圖乙）固態(tài)樣品加水溶解成100ml溶液，取20ml加指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸進(jìn)行滴定，從而計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方法三：（圖丙）固態(tài)樣品加稀硫酸充分溶解，再經(jīng)過濃硫酸干燥，用堿石灰吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（1）方法一：與HCO₃^-反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的試劑有Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂，所以試劑A為Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂；與與HCO₃^-反應(yīng)產(chǎn)生沉淀后應(yīng)進(jìn)行的操作為過濾、洗滌、干燥，故答案為：Ca（OH）₂ 或Ba（OH）₂；過濾；干燥；
（2）方法二中固態(tài)樣品加水溶解成100ml溶液，所以還需100mL的容量瓶；用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸進(jìn)行滴定到終點(diǎn)時(shí)溶液還溶解了少量的二氧化碳，故成酸性，而酚酞的變色范圍是8～10，未滴定完已變色，不可用，應(yīng)使用甲基橙作指示劑，溶液由黃色變?yōu)槌壬�；故答案為�?00mL容量瓶； 甲基橙；
（3）由于鹽酸與碳酸氫鈉按1：1反應(yīng)，所以消耗鹽酸的物質(zhì)的量即為碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，又配100ml，取20ml進(jìn)行滴定，所以原液是待測液的5倍，所以樣品中NaHCO₃的質(zhì)量為V（HCl）×10^-3×0.100×5×84=0.042V（HCl）g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.042V(HCl)

m

×100%，故答案為：

0.042V(HCl)

m

×100%；
（4）根據(jù)以上分析：方法三利用產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所用需要稱量裝有堿石灰的干燥管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量；故答案為：堿石灰在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量；
（5）因?yàn)閴A石灰直接與空氣接觸，所以偏高的原因是堿石灰還會(huì)吸收空氣中的二氧化碳和水使質(zhì)量增大；因?yàn)檠b置中還會(huì)有殘留的二氧化碳，所以偏低的原因是裝置中會(huì)有殘留的二氧化碳未被吸收；故答案為：堿石灰可能還會(huì)吸收空氣中的水氣和CO₂氣體；圓底燒瓶內(nèi)會(huì)留存部分CO₂氣體；
（6）不用其他化學(xué)試劑，就只能是碳酸氫鈉的受熱分解了，利用固體反應(yīng)前后的質(zhì)量差，計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)方程式是2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查對(duì)碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同測定方法的分析計(jì)算，注意分析各種方法的原理，進(jìn)而解答，難度不大．