Question

現(xiàn)有甲、乙、丙三個學生，欲測定某工業(yè)純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)（純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)為92%～96%），分別設計如下實驗方案，請你幫助他們完成實驗．
甲：用

 

（填實驗儀器名稱，不止一種，下同）稱取10.0g樣品，利用如圖所示裝置，測出反應后裝置C中堿石灰增重3.52g．裝置D中堿石灰的作用是

 

．
乙：準確稱取10.00g樣品后，用

 

（填實驗儀器名稱）配成1000mL溶液，用

 

式滴定管量取25.00mL溶液放入錐形瓶中，加入2滴酚酞作指示劑，用0.15mol/L的標準鹽酸滴定至終點（有關反應為Na2CO3+HCl

. .

NaCl+NaHCO3）．完成三次平行實驗后，消耗鹽酸體積的平均值為15.00mL．
丙：準確稱取10.00g樣品后，向其中加入過量的鹽酸，充分反應直至樣品中無氣泡冒出，蒸干混合溶液將所得的固體物質置于干燥器中，冷卻至室溫后稱量．反復加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體的質量幾乎不變?yōu)橹�，此時所得固體的質量為10.99g．請分析、計算后填表：

分析與計算 分組	計算樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)	實驗結果的評價	實驗失敗的主要原因及對結果的影響
甲	①	失敗	②
乙	③	成功	-----
丙	④	成功	----

Answer 1

分析：甲：稱量樣品質量需要用托盤天平進行稱量過程中用到取用樣品的藥匙、相同大小的濾紙；裝置D是堿石灰防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入D產(chǎn)生誤差；
乙：配制溶液的儀器是1000ml容量瓶，溶解物質的燒杯和玻璃棒，定容時用到的膠頭滴管；碳酸鈉溶液水解呈堿性，應選擇堿式滴定管；
丙：準確稱取10.00g樣品后，向其中加入過量的鹽酸，充分反應直至樣品中無氣泡冒出，蒸干混合溶液將所得的固體物質置于干燥器中，冷卻至室溫后稱量．反復加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體的質量幾乎不變?yōu)橹�，此時所得固體的質量為10.99g；
依據(jù)題干條件分別計算甲、乙、丙中碳酸鈉的含量分析判斷；

解答：解：甲：稱量樣品質量需要用托盤天平進行稱量過程中用到取用樣品的藥匙、相同大小的濾紙；裝置D是堿石灰防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入D產(chǎn)生誤差；
故答案為：托盤天平、藥匙、濾紙；防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置C，減少誤差；
乙：配制溶液的儀器是1000ml容量瓶，溶解物質的燒杯和玻璃棒，定容時用到的膠頭滴管；碳酸鈉溶液水解呈堿性，應選擇堿式滴定管；
故答案為：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、1000ml容量瓶；堿式；
丙：準確稱取10.00g樣品后，向其中加入過量的鹽酸，充分反應直至樣品中無氣泡冒出，蒸干混合溶液將所得的固體物質置于干燥器中，冷卻至室溫后稱量．反復加熱、冷卻、稱量，直至所稱量的固體的質量幾乎不變?yōu)橹�，此時所得固體的質量為10.99g，設樣品中碳酸鈉的質量為X．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ 質量差
106          117             11
X                         10.99g-10.0g=0.99g

106

11

=

X

0.99

 
X=9.54
樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為

9.54g

10.0g

×100%=95.4%
故答案為：95.4%
甲：稱取10.0g樣品，利用如圖所示裝置，測出反應后裝置C中堿石灰增重3.52g是二氧化碳，物質的量=

3，52g

44g/mol

=0.08mol，碳酸鈉質量分數(shù)=

0.08mol×106g/mol

10.0g

×100%=84.8%；失敗的原因反應生成的二氧化碳部分殘留在裝置A中，沒有完全被裝置C中的堿石灰吸收，結果偏��；
故答案為：84.8%；反應生成的二氧化碳部分殘留在裝置A中，沒有完全被裝置C中的堿石灰吸收，結果偏��；
乙：準確稱取10.00g樣品后，配成1000mL溶液，量取25.00mL溶液放入錐形瓶中，加入2滴酚酞作指示劑，用0.15mol/L的標準鹽酸滴定至終點（有關反應為Na2CO3+HCl

. .

NaCl+NaHCO3）．完成三次平行實驗后，消耗鹽酸體積的平均值為15.00mL，25ml中碳酸鈉物質的量=0.15mol/L×0.015L=0.00225mol；1000mL溶液中含碳酸鈉物質的量=0.09mol，碳酸鈉質量分數(shù)=

0.09mol×106g/mol

10.0g

×100%=95.4%；
故答案為：95.4%；

點評：本題考查探究物質含量測定方法和解決新問題能力，能很好地訓練學生的思維能力，注意本題方法的計算應用和誤差分析判斷，題目難度中等．