Question

【題目】(12分) 為測定NaOH、Na2C03混合物中Na2C03的質量分數，甲同學擬采用圖（1）

所示裝置來測定。乙同學擬采用圖（2）所示裝置來測定。

請回答下列問題：

（1）甲同學用圖(1)裝置來測定，在沒有放樣品前，檢查該裝置氣密性的方法之一是從酸式滴定管向燒瓶中加入一定量的水，觀察到 現象，證明此裝量不漏氣。實驗時稱得樣品的質量為mg，酸式滴定管的起始讀數為amL，終了讀數為bmL，注射器測定排出的氣體為c mL（已折算成標準狀況），該樣品中Na2C03的質量分數為（用含a、b、c、m的代數式表示）____ 。

（2）本實驗選用稀H2S04而未選用稀鹽酸的原因是 。

（3）乙同學觀察了甲同學的實驗后很受啟發(fā)，并發(fā)現自己的圖（2）原實驗設計方案會造成誤差．其原因之一可能是C02在水中溶解度較大，引起測量氣體體積減小。

丙同學經思考后。建議乙同學將圖（2）中某部分稍作改進，就可避免此種誤差，寫出你的改進方案 。

（4）丁同學提出將圖（2）裝置中量氣裝置去掉，只用反應裝置和天平也能較準確地測出樣品中Na2C03的質量分數，請你分析丁同學方案中，除了測定樣品的質量，還需測定的另兩個數據是 、 。

（5）還可以用其他實驗方法測定試樣中純堿的質量分數，請簡述一種與上述各方法不同的實驗方法 。

Answer 1

【答案】（1）注射器增大的體積與加入水的體積相等。

Na2CO3的質量分數為：m(Na2CO3) /m(樣品)=53(c—b+a)/11200m。

（2）稀硫酸不易揮發(fā)，稀鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，產生誤差。

（3）將水換成飽和NaHCO3溶液，或在貯水瓶中的水面上加一層植物油都可防止CO2溶于水。

（4）所需數據：反應前裝有藥品的整個裝置的質量，反應后整個裝置的質量。

（5）稱量一定質量的樣品配成溶液，加入足量的BaCl2溶液后得到沉淀，將沉淀進行過濾、洗滌、干燥、冷卻、稱量。由沉淀(BaCO3)質量計算出Na2CO3的質量，最后計算出Na2CO3的質量分數。

【解析】試題分析：（1）檢查該裝置氣密性從酸式滴定管向燒瓶中加入一定量的水，密閉性良好時容器內壓強增大，注射器活塞會被向外推，直到壓強再次與外界大氣壓平衡，注射器增大的體積與加入水的體積相等；據已知條件得V（CO2）=（c—b+a）mL，n（CO2）= （c—b+a）×10—3L/22.4L/mol=（c—b+a）/22400mol，據C守恒，n（Na2CO3）= n（CO2）= （c—b+a）/22400mol，m（Na2CO3）=n（Na2CO3）×106g/mol=53（c—b+a）/11200g，所以樣品中Na2C03的質量分數=m（Na2CO3）/m=53（c—b+a）/11200m。

（2）本實驗選用稀H2S04而未選用稀鹽酸是因為稀硫酸不易揮發(fā)，稀鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，產生誤差。

（3）可以利用CO2在飽和NaHCO3溶液溶解度非常小將水換成飽和NaHCO3溶液，或在貯水瓶中的水面上加一層植物油都可防止CO2溶于水

（4）根據整個反應過程中，質量減輕是因為生成了CO2氣體，所以稱量出反應前后裝置的質量差值即為CO2的質量，再根據C原子守恒可以求出Na2CO3的物質的量從而求出質量及質量分數，所以還需測定的另兩個數據是：反應前裝有藥品的整個裝置的質量，反應后整個裝置的質量。

（5）實驗關鍵是計算出Na2CO3的質量，可以把它轉變成氣體，也可以轉變成沉淀，通過稱量

沉淀的量計算Na2CO3的質量，具體步驟是：稱量一定質量的樣品配成溶液，加入足量的BaCl2

溶液后得到沉淀，將沉淀進行過濾、洗滌、干燥、冷卻、稱量。由沉淀（BaCO3）質量計算出Na2CO3

的質量，最后計算出Na2CO3的質量分數。