Question

14．測(cè)定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：
（1）方案一：稱取一定質(zhì)量的樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，再稱取剩余固體質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)中加熱時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)的方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（2）方案二：按圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)定反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的質(zhì)量來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，分液漏斗中所裝液體為硫酸．請(qǐng)回答以下問題．

①實(shí)驗(yàn)前先檢查裝置的氣密性．
②洗氣瓶B中所裝的試劑為稀硫酸，其作用是吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C被吸收．
③實(shí)驗(yàn)中除稱量樣品質(zhì)量外，還需稱C裝置前后質(zhì)量的變化．（填“A”、“B”“C”或“D”）
（3）方案三：稱取一定量樣品20.0g，置于小燒杯中，加適量水溶解，向小燒杯中加入足量氯化鋇溶液．過濾、洗滌、干燥沉淀，稱量固體質(zhì)量為19.7g．
①過濾操作中，除了燒杯外還用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒；
②實(shí)驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全．
③通過計(jì)算可得到樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%．

Answer 1

分析 （1）方案一原理為在加熱的條件下Na₂CO₃能夠穩(wěn)定存在，而NaHCO₃較易發(fā)生如下的分解反應(yīng)2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，從而可根據(jù)其反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂和水蒸汽H₂O的量或殘留的固體的量推算出小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）方案二原理為一定量混合樣品與足量的稀硫酸分別發(fā)生如下反應(yīng)Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O，2 NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO4+2CO₂↑+2H₂O↑，根據(jù)所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，可以分別求得樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的質(zhì)量從而得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，自然在實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性，要將裝置中的CO₂全部被堿石灰所吸收，要稱量堿石灰在吸收CO₂前后的質(zhì)量；
①制備氣體實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢驗(yàn)裝置氣密性；
②鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D干燥管中的堿石灰吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C；
③實(shí)驗(yàn)根據(jù)C裝置前后質(zhì)量變化判斷生成二氧化碳的質(zhì)量；
（3）方案三原理為在樣品中加入BaCl₂溶液，其中Na₂CO₃可與BaCl₂發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，而NaHCO₃與BaCl₂則不反應(yīng)．從而根擗產(chǎn)生的沉淀量，得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，方案關(guān)鍵是測(cè)定BaCO₃沉淀的質(zhì)量，自然要保證沉淀完全，要正確過濾好，
①根據(jù)過濾具體操作判斷所需儀器；
②試驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是：取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全；
③在一定量樣品中加入足量Na₂CO₃可與BaCl₂發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，而NaHCO₃與BaCl₂則不反應(yīng)，根據(jù)BaCO₃沉淀的量，就可得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中加熱時(shí)碳酸氫鈉發(fā)生分解，反應(yīng)的方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）①該方案是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
②鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以選擇稀硫酸；D干燥管中的堿石灰吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C被吸收，減少誤差，
故答案為：吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入C被吸收；
③根據(jù)所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量及樣品質(zhì)量，分別求得樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的質(zhì)量從而得出純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以需稱量C裝置前后質(zhì)量變化判斷生成二氧化碳的質(zhì)量．
故答案為：C；
（3）①過濾操作中，除了燒杯外還用到漏斗、玻璃棒，
故答案為：漏斗、玻璃棒；
②試驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是：取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全，
故答案為：取少量濾液，再滴加BaCl₂溶液少許，如無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，說明沉淀完全；
③在一定量樣品中加入足量Na₂CO₃可與BaCl₂發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，而NaHCO₃與BaCl₂則不反應(yīng)，根據(jù)題意可知，BaCO₃沉淀的質(zhì)量為19.7g，即為0.1mol，所以碳酸鈉的物質(zhì)的量為0.1mol，即質(zhì)量為10.6g，所以純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{10.6g}{20g}$×100%=53%，
故答案為：53%．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)探究“測(cè)定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”為載體，考查學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理與裝置理解評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算等，題目難度中等，題目涉及到的小蘇打和純堿的化學(xué)知識(shí)是多方面的，構(gòu)成了一道多角度的探究題．