Question

某興趣小組走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室看到了一個(gè)不和諧的“音符”（如圖1）．
（I）此情此景你首先想到是取用該藥品時(shí)試劑瓶瓶塞應(yīng)

 

放在桌上；取用后應(yīng)立即塞上瓶塞密封保存，這是因?yàn)?!--BA-->

 

．
（II）該興趣小組同學(xué)為了測(cè)定某變質(zhì)的燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，首先設(shè)計(jì)了圖2所示的裝置，加入過(guò)量的鹽酸反應(yīng)后，通過(guò)右側(cè)注射器內(nèi)收集到氣體的量計(jì)算出Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（已知該狀態(tài)下CO₂的密度，所使用注射器最大量程為20mL）．

寫出錐形瓶?jī)?nèi)所發(fā)生變化的化學(xué)方程式

 

，

 

，
小張認(rèn)為該方案測(cè)得Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不夠準(zhǔn)確，這是因?yàn)?!--BA-->

 

，且小李認(rèn)為該方案中樣品取用的量也需要一定的控制，這是因?yàn)?!--BA-->

 

．
（III）該興趣小組同學(xué)在反思上面實(shí)驗(yàn)后設(shè)計(jì)了如圖3的裝置測(cè)定變質(zhì)的燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．反應(yīng)的開始、結(jié)束都要用注射器反復(fù)的排送空氣．實(shí)驗(yàn)步驟為：
①檢查裝置的氣密性． ②稱取10克干燥的燒堿樣品放入廣口瓶中，D處注射器內(nèi)加入適量的稀硫酸，準(zhǔn)確稱量裝置F的質(zhì)量320克，連好裝置． ③打開彈簧夾1，反復(fù)推拉注射器A 10次，準(zhǔn)確稱量裝置F的質(zhì)量320.5克．④關(guān)閉彈簧夾1，然后推動(dòng)活塞，讓稀硫酸逐滴滴入樣品中，直到不再產(chǎn)生氣泡為止． ⑤打開彈簧夾1，緩緩?fù)评�注射器A 10次． ⑥再準(zhǔn)確稱裝置F質(zhì)量為321.6克．
問(wèn)題探究：
（i）若步驟⑤中注射器A推拉速率過(guò)快，則測(cè)定的Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)

 

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．理由是

 

．
（ⅱ）試根據(jù)實(shí)驗(yàn)所記數(shù)據(jù)計(jì)算出該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過(guò)程）

 

．

Answer 1

分析：（I）如圖，瓶塞要倒放，防止污染瓶塞；氫氧化鈉固體易吸收空氣中的水分而潮解，且與二氧化碳反應(yīng)，所以必須馬上蓋瓶塞．
（II）已知“某變質(zhì)的燒堿樣品中有Na₂CO₃”，所以和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)有兩個(gè)．產(chǎn)生的二氧化碳中混雜水蒸氣等會(huì)使測(cè)得Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不夠準(zhǔn)確；而若樣品取得過(guò)多過(guò)少，也不利于測(cè)量．
（III）（i）二氧化碳釋放的太快，不能被氫氧化鈉完全吸收；所以測(cè)定的Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏�。�
（ⅱ）打開彈簧夾1，準(zhǔn)確稱量裝置F的質(zhì)量320.5克和321.6克，其質(zhì)量差為二氧化碳的質(zhì)量．知道二氧化碳的質(zhì)量，便可根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量，從而計(jì)算該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（I）如圖，瓶塞要倒放，會(huì)污染藥品．不蓋瓶塞會(huì)使氫氧化鈉固體變質(zhì)．
（II）已知反應(yīng)物和生成物，可以書寫化學(xué)方程式；小李和小張的分析正確．
（III）（i）注意操作的力度，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果．
（ⅱ）準(zhǔn)確求出二氧化碳的質(zhì)量，便可根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量，從而計(jì)算該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
故答為：（I）倒；防止氫氧化鈉固體吸水潮解和與二氧化碳反應(yīng)變質(zhì)；
（II）NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；產(chǎn)生的二氧化碳中混雜水蒸氣、加入的鹽酸的體積沒(méi)有除去等（任寫一種，合理答案均給分）；若樣品取多了，產(chǎn)生氣體可能超過(guò)注射器量程，若樣品取少了，產(chǎn)生氣體太少，無(wú)法測(cè)量．
（III）（i）偏��；生成二氧化碳?xì)怏w不能完全被NaOH溶液吸收（合理答案均給分）
（ⅱ）二氧化碳的質(zhì)量=321.6g-320.5g=1.1g（0.5分）
解：設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄₌Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O（1分）
106               44
X                1.1g

106

Y

=

44

1.1g

x=2.65g（1分）
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

2.65

10

╳100%=26.5%（0.5分）
答：該燒堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要探究藥品是否變質(zhì)，掌握探究物質(zhì)的組成成分以及含量的方法，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理或誤差的分析；重點(diǎn)是：掌握根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的步驟和方法．