Question

2．小蘇打（NaHCO₃）樣品中常含有NaCl雜質(zhì)，為測定試樣中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)，某研究小組設計了如下三種方案：回答下列問題：

（1）方案I測定中需配制100ml1mol/L硫酸；
①若用12mol/L硫酸配制該溶液，需量取該硫酸溶液的體積為8.3ml．
②配制過程中出現(xiàn)以下情況，對所配制溶液濃度無影響的是C．
A．沒有洗滌燒杯和玻璃棒    B．如果加水超過了刻度線，取出水使液面恰好到刻度線
C．容量瓶沒有干燥          D．定容時俯視刻度線
③若最終消耗的標準H₂SO₄的體積平均為25.00ml，則樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4.2}{m}$．
（2）方案II中操作I的名稱是蒸發(fā)結(jié)晶，需要用到的玻璃儀器有酒精燈、玻璃棒．
（3）方案III是用如圖裝置進行測定．

①裝置A中反應的化學方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
②球形干燥管的作用是防止空氣中的水蒸氣或CO₂進入C裝置．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量相同計算；
②根據(jù)c=$\frac{n}{V}$可得，一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的誤差都是由溶質(zhì)的物質(zhì)的量n和溶液的體積V引起的，誤差分析時，關鍵要看配制過程中引起n和V怎樣的變化：若n比理論值小，或V比理論值大時，都會使所配溶液濃度偏��；若n比理論值大，或V比理論值小時，都會使所配溶液濃度偏大；
③依據(jù)滴定過程硫酸和碳酸氫鈉反應的定量關系計算；
（2）方案Ⅱ是溶液中得到溶質(zhì)固體，需要濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶；
（3）碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱分解生成碳酸鈉，B為干燥裝置，C用于吸收二氧化碳，D防止空氣中的水蒸氣或CO₂進入C裝置而導致實驗誤差．

解答 解：（1）①配制100mL1mol/L硫酸，結(jié)合溶質(zhì)物質(zhì)的量相同計算，設用12mol/L濃硫酸配制溶液，需量取濃硫酸體積為Vml，100ml×1mol/L=12mol/L×V，
V=8.3mL，
故答案為：8.3；
 ②A．沒有洗滌燒杯或玻璃棒，導致配制的溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏小，配制的溶液濃度偏低，故A錯誤；
B．如果加水超過了刻度線，取出水使液面恰好到刻度線，溶液濃度減小，故B錯誤；
C．容量瓶沒有干燥，對實驗沒有影響，故C正確；
D．定容時俯視刻度線，導致體積偏小，則濃度偏大，故D錯誤
故答案為：C；
③若測得消耗硫酸的體積為25mL，硫酸濃度為1mol/L
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
2                 1
n                    1mol/L×0.025L
n=0.05mol
 樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{0.05mol×84g/mol}{mg}$=$\frac{4.2}{m}$，故答案為：$\frac{4.2}{m}$；
（2）方案Ⅱ是溶液中得到溶質(zhì)固體，需要濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶得到，操作Ⅱ的名稱是蒸發(fā)結(jié)晶，用到酒精燈、玻璃棒等儀器，
故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶；酒精燈、玻璃棒；
（3）①A中是碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水的反應，化學方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
②稱量加熱后固體的質(zhì)量，應避免空氣中的水蒸氣或CO₂進入C裝置，而導致實驗誤差，故答案為：防止空氣中的水蒸氣或CO₂進入C裝置．

點評 本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究和分析判斷，為高考常見題型，側(cè)重考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，注意把握實驗基本操作和定量計算應用，題目難度中等．