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）方法一是將HCO₃^-離子轉(zhuǎn)化為沉淀并稱重，則試劑A為

 

（填化學(xué)式）溶液；操作2包括

 

．
（2）方法二操作1中要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒，還需要

 

；操作2的名稱是

 

；該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用含m、a的表達(dá)式表示）．
（3）根據(jù)方法三中所用的實(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

 

；仔細(xì)分析該實(shí)驗(yàn)裝置，由此測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果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

 

．
（4）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2是過濾、洗滌、干燥；
（2）根據(jù)方法二的原理分析所需儀器；操作2為滴定操作；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)；
（3）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)，所以需要稱量裝有堿石灰的干燥管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量；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；
（4）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、洗滌、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、膠頭滴管；用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸進(jìn)行測定碳酸氫鈉的含量屬于中和滴定；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a（HCl）×10^-3×0.100×5×84=0.042a（HCl）g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.042a

m

×100%，故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管； 中和滴定； 

0.042a

m

×100%；
（3）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)，所以需要稱量裝有堿石灰的干燥管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量；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：裝有堿石灰的干燥管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量；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；
（4）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．