Question

實驗室中可用鹽酸滴定的方法測定Na₂CO₃或NaHCO₃的含量．測定Na₂CO₃時，若用酚酞作指示劑，逐滴加入鹽酸至溶液由紅色變無色時，Na₂CO₃完全轉化為NaHCO₃；測定NaHCO₃時，若用甲基橙作指示劑，逐滴加入鹽酸至溶液由黃色變橙色時NaHCO₃完全轉化為CO₂逸出．
（1）寫出Na₂CO₃完全轉化為NaHCO₃的離子方程式

 

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（2）某天然堿的化學式為xNa₂CO₃?NaHCO₃?2H₂O，為了測定其組成，取0.3320g樣品于錐形瓶中，加適量蒸餾水使之溶解，加入幾滴酚酞，用0.1000mol?L^-1的鹽酸滴定至溶液由紅色變無色，消耗鹽酸20.00mL；再向已變無色的溶液中加入幾滴甲基橙，繼續(xù)用該鹽酸滴定至溶液由黃色變橙色，又消耗鹽酸30.00mL．
①實驗時用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、錐形瓶、

 

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②該天然堿化學式中x=

 

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（3）某學習小組在實驗室中制備Na₂CO₃，假設產品中含有少量NaCl、NaHCO₃雜質，設計實驗方案進行檢驗，完成下表．
限選試劑：0.1000mol?L^-1鹽酸、稀硝酸、AgNO₃溶液、酚酞、甲基橙、蒸餾水．

實驗步驟	結果分析
步驟①：取少量樣品于試管中，加入適量蒸餾水使之溶解，	有白色沉淀生成，說明產品中含有NaC1
步驟②：另取少量樣品于錐形瓶中，加入適量蒸餾水使之溶解，加入幾滴酚酞，用0.1000mol?L-1鹽酸滴定至溶液由紅色變無色，記錄消耗鹽酸的體積Vl；   ，記錄消耗鹽酸的體積V2	，說明產 品中含有NaHCO3

（4）若某碳酸鈉樣品中含含有少量雜質碳，通過測量樣品與過量鹽酸溶液反應所生成二氧化碳的體積來測定樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)（實驗中導管體積忽略不計）．
①廣口瓶中的試劑X可以選用

 

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A．苯B．酒精C．植物油D．CCl₄
②廣口瓶的液體沒有裝滿（上方留有少量空間），實驗測得二氧化碳的體積將

 

（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈉和鹽酸反應是分步進行的，第一步反應碳酸根結合一個氫離子生成HCO₃^-；
（2））①根據(jù)操作步驟判斷所使用的玻璃儀器；
②兩次消耗的鹽酸分別是20ml和30ml，因此根據(jù)方程式可知，樣品中碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質的量之比是2：1，以此確定x；
（3）檢驗氯離子一般用硝酸酸化的硝酸銀溶液，現(xiàn)象是生成氯化銀白色沉淀；根據(jù)反應的方程式可知，如果含有碳酸氫鈉，則第二次消耗的鹽酸體積大于第一次消耗的鹽酸體積；
（4）①X的作用是液封，密度比水的大，還要不溶于水；
②廣口瓶的液體沒有裝滿不影響測定結果．

解答：解：（1）碳酸鈉和鹽酸反應是分步進行的，反應方程式分別是：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，
故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
（2））①溶解樣品還需要玻璃棒玻璃棒；滴定是還需要酸式滴定管盛放鹽酸，
故答案為：玻璃棒、酸式滴定管；
②兩次消耗的鹽酸分別是20ml和30ml，方程式分別是CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，因此根據(jù)方程式可知，樣品中碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質的量之比是2：1，所以x=2，故答案為：2；
（3）檢驗氯離子一般用硝酸酸化的硝酸銀溶液，現(xiàn)象是生成氯化銀白色沉淀；根據(jù)反應的方程式可知，如果含有碳酸氫鈉，則第二次消耗的鹽酸體積大于第一次消耗的鹽酸體積，即V₂＞V₁，故答案為：①滴加足量的稀硝酸酸化，再加幾滴硝酸銀溶液；②再向一變無色的溶液中滴加幾滴甲基橙，繼續(xù)用該鹽酸溶液滴定至溶液由黃色變成橙色；V₂＞V₁；
（4）①廣口瓶中的試劑X作用是封住二氧化碳氣體，密度必須比水的密度小，還不能溶于水，選項中滿足的有A、C，故選AC；  
②廣口瓶的液體沒有裝滿，不會影響測定的結果，故答案為：不變．

點評：本題考查了滴定法，注意滴定法測定物質含量的主要操作及注意事，在本題中由所給信息可知，當以酚酚為指示劑時，NaOH、Na₂CO₃與鹽酸反應分別生成NaCl和NaHCO₃，即NaHCO₃中加入酚酞后溶液不變色．而以甲基橙為指示劑時，NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃與鹽酸反應后均生成NaCl．現(xiàn)應用的雙指示劑的方法，第一次和酚酞為指示劑，是將NaOH、Na₂CO₃分別轉化為NaCl和NaHCO₃；第二步以甲基橙為指示劑是將NaHCO₃轉化為NaCl，本題難度中等．