Question

20．已知：2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．為測試NaHCO₃和NaCl混合物中NaHCO₃的含量，某課外活動小組提出下面兩種方案并進行了實驗（以下數(shù)據(jù)為多次平行實驗測定結果的平均值）：
方案一：將ag混合物加熱一段時間，測得生成干燥氣體的質(zhì)量為1.05g
方案二：將3ag混合物完全溶解于過量稀硫酸中，將反應后得到的氣體用堿石灰充分吸收，測得堿石灰增重6.6g．
（1）在方案二中不能（填“能”或“不能”）選擇濃鹽酸，理由是揮發(fā)的氯化氫同時被堿石灰吸收．
（2）根據(jù)方案二測定的結果計算，混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)為＜$\frac{1.4}{a}$（用含a的表達式表示）
（3）若排除實驗儀器的影響因素，試對上述兩種方案測定結果的準確性做出判斷和分析．
①方案一不準確（填“準確”“不準確”或“不一定準確”），理由是NaHCO₃可能未完全分解；
②方案二不準確（填“準確”“不準確”或“不一定準確”），理由是H₂O在加熱時是氣態(tài)，同時被吸收，數(shù)據(jù)偏大．
（4）請你選擇其中一個方案進行改進．
方案：方案一改為加熱至固體不再減輕時為止（或方案二先通過裝有濃硫酸的洗氣瓶干燥然后再用堿石灰吸收CO₂）．

Answer 1

分析 （1）濃鹽酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的HCl能與堿石灰反應；
（2）設出碳酸氫鈉的質(zhì)量，利用方程式2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量，由于堿石灰能同時吸收二氧化碳和水，二氧化碳氣體帶出來的水也被堿石灰吸收，則碳酸氫鈉的質(zhì)量偏小$\frac{1.4}{a}$；
（3）①方案一中碳酸氫鈉可能沒有完全分解，影響測定結果；
②方案二中堿石灰既能吸收二氧化碳又能吸收水，影響測定結果；
（4）方案一中需要充分加熱，方案二中先通過裝有濃硫酸的洗氣瓶干燥．

解答 解：（1）濃鹽酸具有揮發(fā)性，能與堿石灰反應，若用濃鹽酸，則會使堿石灰增加的質(zhì)量增大，故不能選擇濃鹽酸，
故答案為：不能；揮發(fā)的氯化氫同時被堿石灰吸收；
（2）設碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，假設堿石灰增重的質(zhì)量全部為二氧化碳的質(zhì)量，
2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑
2×84                                           2×44
x                                                6.6g
$\frac{2×84}{x}$=$\frac{2×44}{6.6g}$，解得：x=4.2g，
因為堿石灰能同時吸收二氧化碳和水，二氧化碳氣體帶出來的水也被堿石灰吸收，故二氧化碳實際質(zhì)量小于6.6g，因此碳酸氫鈉的實際質(zhì)量小于4.2g，其質(zhì)量分數(shù)會小于$\frac{1.4}{a}$，
故答案為：＜$\frac{1.4}{a}$；
（3）①方案一 只是將混合物加熱一段時間，并不知碳酸氫鈉是否完全分解，故不一定準確，
故答案為：不準確；NaHCO₃可能未完全分解；
②方案二中由于堿石灰既能吸收二氧化碳又能吸收水，導致數(shù)據(jù)增大，所以測定結果不準確，
故答案為：不準確；H₂O在加熱時是氣態(tài)，同時被吸收，數(shù)據(jù)偏大；
（4）方案一中可以改為加熱至固體不再減輕時為止，方案二中可以先通過裝有濃硫酸的洗氣瓶干燥然后再用堿石灰吸收CO₂，
故答案為：方案一改為加熱至固體不再減輕時為止（或方案二先通過裝有濃硫酸的洗氣瓶干燥然后再用堿石灰吸收CO₂）．

點評 本題考查了化學實驗方案的評價，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，（3）（4）為難點、易錯點，注意掌握化學實驗方案評價的原則，試題有利于提高學生的化學實驗能力．