Question

(10分)為測定某碳酸氫鈉樣品純度(含有少量氯化鈉)，學生設計了如下幾個實驗方案(每個方案均稱取m1g樣品)，請回答每個方案中的問題。

[方案Ⅰ] 選用重量法進行測定：可用下圖中的裝置進行實驗。

（1）A裝置中NaOH溶液的作用是__________________若直接向試樣溶液中鼓入空氣會導致實驗測定結果________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

（2）該方案需直接測定的物理量是______________________________________。

[方案Ⅱ] 選用氣體體積法進行測定：可用如圖中的裝置進行實驗，為了減小實驗誤差，量氣管中加入飽和NaHCO3溶液。

（3）通過實驗，測得該試樣中碳酸氫鈉質量分數偏低，產生這種現(xiàn)象

的原因可能是________。

a．測定氣體體積時未冷卻至室溫

b．測定氣體體積時水準管的液面高于量氣管的液面

c．Y型管中留有反應生成的氣體

d．氣體進入量氣管前未用濃硫酸干燥

[方案Ⅲ] 選用滴定法進行測定：

（4）稱取m1g樣品，配成100 mL溶液，取出20 mL，用c mol·L－1的標準HCl溶液滴定，消耗體積為VmL，則該試樣中碳酸氫鈉質量分數的計算表達式為：_________________。

 

Answer 1

（每空2分、共10分）（1） 吸收空氣中的CO2 偏高 （2） 裝置C反應前后質量

（3） b （4） ×100%

【解析】

試題分析：（1）由于空氣中含有CO2，也能被堿石灰吸收，導致誤差，所以A裝置中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2；若直接向試樣溶液中鼓入空氣會導致堿石灰增加的質量偏大，所以實驗測定結果偏高；

（2）碳酸氫鈉與稀硫酸反應生成的CO2被裝置C中的堿石灰吸收，通過稱量前后的質量，即可得出反應中生成的CO2質量，進而計算碳酸氫鈉的質量，所以該方案需直接測定的物理量是裝置C反應前后質量；

（3）a．測定氣體體積時未冷卻至室溫，由于溫度高氣體體積變大，導致測定結果偏高，a錯誤；b．測量時，量氣管量氣之后保持水準管要和量氣管液面相平，這樣測出來的氣體體積才是當時大氣壓下的體積，量氣管的兩次讀數差就是生成氣體體積。如果測定氣體體積時水準管的液面高于量氣管的液面，則氣體的壓強高于大氣壓，則測定結果偏小，b正確；c．由于反應前裝置含有空氣，因此Y型管中留有反應生成的氣體不影響實驗結果，c錯誤；d．排水法測量氣體的體積，氣體不需要干燥，d錯誤，答案選b。

（4）消耗鹽酸的物質的量是0.02cmol，根據方程式NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑可知，碳酸氫鈉的物質的量是0.001Vcmol，質量是0.001Vcmo×84g/mol，則原樣品中碳酸氫鈉的質量是0.001Vcmo×84g/mol×100ml/2ml＝8.4cg，因此試樣中碳酸氫鈉質量分數的計算表達式為 ×100%。

考點：考查碳酸氫鈉純度測定實驗方案設計