2019高考化学一轮复习 碳酸钠质量分数测定的实验探究学案（含解析）.doc

碳酸钠质量分数测定的实验探究李仕才测定碳酸钠质量分数的常用方法1气体法(1)测定原理：Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2。依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol106 gmol1 g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为100%。2沉淀法(1)测定原理：Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为106 gmol1 g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为100%100%。专题训练1下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A取a克混合物充分加热，减重b克B取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体答案C解析取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O(g)，故无法求解，C错误；由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3BaCO3、NaHCO3BaCO3 的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。2(2017山西省实验中学高三模拟)化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。请你参与并完成对有关问题的解答：(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的_(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是_，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是_。(2)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的_，则装置气密性良好。在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的_(填“体积”或“质量”)。(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：操作涉及的实验名称有：_、洗涤；操作涉及的实验名称有干燥、_。丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为_。答案(1)Na2CO3分液漏斗除去CO2中的水蒸气(2)液面上升体积(3)过滤称量106y/197x解析(1)NaCl不与稀硫酸反应，Na2CO3与稀硫酸反应。仪器b的名称是分液漏斗。浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气或干燥CO2气体。(2)将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，故若b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好。CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。(3)生成沉淀，故操作需涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重。经过计算，样品中Na2CO3的质量分数为106y/197x。3实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3)，称取此混合物5.0 g，溶于水中，配成250 mL溶液。方案一：沉淀法。利用化学反应把HCO、CO完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中w(Na2CO3)。(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀，应选用的试剂是_(填字母)。ACaCl2溶液 BMgSO4溶液CNaCl溶液 DBa(OH)2溶液(2)过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是_。(3)将所得沉淀充分干燥，称量沉淀的质量为m g，由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未干燥充分就称量，则测得w(Na2CO3)_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。方案二：量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足量稀硫酸反应，测定生成气体在通常状况(约20 、1.01105 Pa)的体积，由此计算混合物中w(Na2CO3)。(1)装置中导管a的作用是_。(2)若撤去导管a，使测得气体体积_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中，滴加2滴酚酞试剂，摇匀，用0.200 0 molL1的盐酸滴定到终点(已知终点时反应HCO=HCO恰好反应完全)。重复此操作2次，消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。(1)量取25.00 mL配制好的溶液，应选择_(填仪器名称)来完成。(2)判断滴定终点的依据是_。(3)此法测得w(Na2CO3)_。答案方案一：(1)D(2)取少量最后一次洗涤液，滴加Na2SO4溶液，如无沉淀，则沉淀已洗净，反之则未洗净(3)偏小方案二：(1)平衡气压，使液体顺利滴下(2)偏大方案三：(1)碱式滴定管(或移液管)(2)当滴入最后一滴盐酸时，溶液由红色突变为无色，且30 s内不恢复(3)84.8%解析方案一：(1)CaCl2溶液只能与CO反应生成沉淀，而与HCO不能发生反应，A错误；MgSO4溶液只能与CO生成沉淀，而与HCO不能发生反应，B错误；NaCl溶液与两种离子都不能生成沉淀，C错误；Ba(OH)2溶液可以与两种离子都形成沉淀，D正确。(2)判断沉淀是否洗净的方法是检验洗涤溶液中是否含有Ba2，取少量最后一次洗涤液，滴加Na2SO4溶液，如无沉淀，则沉淀已洗净，反之则沉淀未洗净。(3)将所得沉淀未干燥充分就称量，则产生的沉淀质量偏大。由于等质量时NaHCO3产生的沉淀质量大，因此测得w(Na2CO3)偏小。方案二：(1)装置中导管a的作用是使分液漏斗上下气体压强相同，以便于液体可以顺利滴下。(2)若撤去导管a，滴入锥形瓶中的液体使锥形瓶中的空气排出，从而使测得气体体积偏大。方案三：(1)Na2CO3、NaHCO3的溶液显碱性，因此要量取25.00 mL配制好的溶液，应选择碱式滴定管或移液管来完成。(2)在Na2CO3、NaHCO3的碱性溶液中，酚酞溶液显红色，随着盐酸的滴入，溶液的碱性逐渐减弱，溶液的红色逐渐变浅，当滴加最后一滴溶液时，溶液由红色变为无色，且半分钟内溶液不变红色，就证明溶液达到滴定终点。(3)当达到滴定终点时，发生反应：HCO=HCO；在25.00 mL配制好的溶液中含有的n(HCl)n(Na2CO3)0.200 0 molL10.02 L0.004 mol，则在250 mL溶液中含有Na2CO3的物质的量n(Na2CO3)0.004 mol0.04 mol，其质量m(Na2CO3)0.04 mol106 gmol14.24 g，此法测得w(Na2CO3)100%84.8 %。