Question

（18分）實(shí)驗(yàn)室測(cè)定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Na₂CO₃)，稱(chēng)取此混合物5.0g，溶于水中，配成250mL溶液。
方案一：沉淀法。利用化學(xué)反應(yīng)把HCO₃^－、CO₃^2－完全轉(zhuǎn)化為沉淀，稱(chēng)量干燥沉淀的質(zhì)量，由此計(jì)算混合物中w (Na₂CO₃)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于燒杯中，滴加足量沉淀劑，把溶液中HCO₃^－、CO₃^2－完全轉(zhuǎn)化為沉淀，應(yīng)選用的試劑是___________ （填編號(hào)）。

A．CaCl2溶液

B．MgSO4溶液

C．NaCl溶液

D．Ba(OH)2溶液

(2) 簡(jiǎn)述證明HCO₃^－、CO₃^2－已完全沉淀的實(shí)驗(yàn)操作_________________________。
(3) 過(guò)濾，提取沉淀，則過(guò)濾操作所需要的玻璃儀器除燒杯外，還有________________________。
(4) 將沉淀洗滌，并充分干燥，稱(chēng)量沉淀的質(zhì)量為mg，由此可以計(jì)算w(Na₂CO₃)。如果此步中，沉淀未干燥充分就稱(chēng)量，則測(cè)得w (Na₂CO₃)________________（填偏大或偏小、無(wú)影響）。
方案二：量氣法。量取10.00mL配制好的溶液與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體在通常狀況（約20℃，1.01×10⁵Pa）的體積，由此計(jì)算混合物中w (Na₂CO₃)。
(1)裝置中導(dǎo)管a的作用是                    。
(2)反應(yīng)結(jié)束后，為了準(zhǔn)確地測(cè)量氣體體積，量氣管在讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：
①_______________________________，
②_________________________________，
③眼睛視線與液面最低處相平。

（3）實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V₁ mL、V₂ mL。則 產(chǎn)生CO₂的體積為    mL。
方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入錐形瓶中，滴加2滴酚酞試劑，搖勻，用0.2000 mol/L鹽酸進(jìn)行滴定到終點(diǎn)（已知終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)H⁺+CO₃^2- ＝HCO₃^-恰好完全）。重復(fù)此操作2次，消耗鹽酸的體積平均值為20.00 mL。
(1)量取25.00 mL配制好的溶液，應(yīng)選擇_______________儀器來(lái)完成。
(2)判斷滴定終點(diǎn)的依據(jù)是_____________________。
(3)此法測(cè)得w(Na₂CO₃)=                  %。

Answer 1

方案一：（1）D（2分）
（2）靜置、澄清，在澄清溶液中繼續(xù)加Ba(OH)₂溶液，不渾濁，則HCO₃^—、CO₃^2-已沉淀完全；反之，未沉淀完全（在取出澄清溶液中繼續(xù)滴加Ba(OH)₂溶液，如果未答出現(xiàn)渾濁時(shí)把取出液全部倒回原液中，不給分）（2分）
（3）玻璃棒、普通漏斗（漏斗）（2分） （4）偏小（2分）
方案二：（1）平衡壓強(qiáng)、使液體順利滴下；消除加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差（2分）
（2）①待冷卻至室溫才開(kāi)始讀數(shù) （1分） ②讀數(shù)前左右液面相平（1分） （3）V₁-V₂（2分）
方案三：（1）堿式滴定管（1分） （2）由紅色突變?yōu)闊o(wú)色，且30s不恢復(fù)（1分）（3）84.8%（2分）

試題分析：方案一、（1）A、CaCl₂溶液只能與碳酸根反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸根沉淀，A不正確；B.MgSO₄溶液與二者均不反應(yīng)，B不正確；C.NaCl溶液與二者均不反應(yīng)，C不正確；D.Ba(OH)₂溶液與二者均反應(yīng)，生成碳酸鋇沉淀，D正確，答案選D。
（2）要證明HCO₃^－、CO₃^2－已完全沉淀，則可以繼續(xù)滴加氫氧化鋇溶液，即正確的的實(shí)驗(yàn)操作是靜置、澄清，在澄清溶液中繼續(xù)加Ba(OH)₂溶液，不渾濁，則HCO₃^—、CO₃^2-已沉淀完全；反之，未沉淀完全。
（3）過(guò)濾操作所需要的玻璃儀器除燒杯外，還有玻璃棒、普通漏斗（漏斗）。
（4）如果此步中，沉淀未干燥充分就稱(chēng)量，則稱(chēng)量值偏大。由于在質(zhì)量相等的條件下碳酸氫鈉產(chǎn)生的沉淀大于碳酸鈉產(chǎn)生的沉淀，所以如果稱(chēng)量值偏大，則碳酸氫鈉的質(zhì)量偏大，則碳酸鈉的含量偏小。
方案二：（1）由于碳酸鹽與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，所以裝置中導(dǎo)管a的作用是平衡壓強(qiáng)、使液體順利滴下；消除加入稀硫酸引起的體積誤差。
（2）讀數(shù)是必須與外界大氣壓相同，因此注意事項(xiàng)是①待冷卻至室溫才開(kāi)始讀數(shù)，②讀數(shù)前左右液面相平。
（3）堿液吸收CO₂，所以前后的體積差即是二氧化碳的體積，則產(chǎn)生CO₂的體積為（V₁-V₂）mL。
方案三：（1）溶液顯堿性，因此應(yīng)該用堿式滴定管量取。
（2）酚酞的變色范圍是8.2～10.0，所以判斷滴定終點(diǎn)的依據(jù)是由紅色突變?yōu)闊o(wú)色，且30s不恢復(fù)。）（3）反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，發(fā)生的離子方程式為H⁺+CO₃^2- ＝HCO₃^-，則根據(jù)消耗鹽酸的體積可知20.00ml可知，消耗碳酸鈉的物質(zhì)的量是0.2000 mol/L×0.02000L＝0.004mol，則原混合物中碳酸鈉的物質(zhì)的量是0.004mol× ＝0.04mol，質(zhì)量是0.04mol×106g/mol＝4.24g，所以碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%＝84.8%。