1、
为测定苏打中Na2CO3的含量(含NaHCO3杂质),实验小组设计了如下三个实验方案。
方案Ⅰ.①称量:仪器X的质量为ag;②称量:仪器X和装有试样的质量为bg;③加热;④冷却;⑤称量:仪器X和残余物的质量为cg;⑥重复____________操作,直至恒重,质量为dg。
(1)仪器X是____________(填名称),方案 Ⅰ 的实验原理是:____________(用化学方程式表示)。
(2)请将步骤⑥补充完整:重复____________操作,步骤⑥的目的是:____________。
(3)计算Na2CO3的质量分数要用到的数据是____________(选填a、b、c、d)。
方案Ⅱ.称量一定量样品,选用合适的装置测定样品与硫酸反应生成的气体体积。
(4)为提高测定准确性,应选用发生装置____________(选填“A”或“B”)和量气装置D;装置D比装置C准确性高的原因是____________(任一条原因)。
(5)检查装置A的气密性:向A的分液漏斗中加入适量水,按图连接好装置,关闭止水夹F,打开活塞E,发现分液漏斗中的水持续滴下,说明A漏气。该判断是否正确,并说明理由:____________。
方案Ⅲ.称量0.2570g样品,置于锥形瓶中,加适量水溶解,滴2滴酚酞试液,用0.1000mol/L盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变色,反应原理:Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaCl,重复上述操作两次。
(6)用密度为1.19g/mL、质量分数为0.37的浓盐酸,配制1L0.1000mol/L稀盐酸,所需的定量仪器是:滴定管、1L容量瓶,其中滴定管的作用是____________。滴定管和容量瓶在使用前都要进行的操作是__________。(选填序号)
Y.检漏 Z.用蒸馏水洗涤 W.用待装液润洗
(7)根据表中数据,碳酸钠的质量分数为____________(小数点后保留四位)。
滴定次数 | 样品的质量/g | 稀盐酸的体积/mL | |
滴定前读数 | 滴定后读数 | ||
1 | 0.2570 | 1.00 | 21.01 |
2 | 0.2570 | 0.50 | 20.49 |
3 | 0.2570 | 1.20 | 21.20 |
坩埚 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ ③④⑤(或加热、冷却、称量) 保证碳酸氢钠完全分解 a、b、d A D的量液管比C的量筒测量液体体积精确度好 错误,A中分液漏斗和烧瓶之间因有导管相连而压强始终相同,不论气密性是否良好,分液漏斗中的水都能因重力作用自由滴下 量取浓盐酸的体积 Y、Z 0.8249
方案Ⅰ.实验原理是利用灼烧称重法,求出NaHCO3分解生成Na2CO3的质量,从而求出NaHCO3的质量,并最终求出样品中Na2CO3的质量,计算样品中Na2CO3的纯度。实验操作过程中,需要称量坩埚的质量、坩埚与样品的质量和、坩埚与灼烧后固体的质量和,实验的关键是确保固体分解完全,所以需重复操作。
方案Ⅱ.实验原理是利用样品中Na2CO3、NaHCO3与硫酸完全反应生成CO2,并准确测定生成CO2的体积,所以CO2体积的准确测定是实验成功的关键。具体操作上,硫酸的滴加,不因液体的加入影响气体的体积;气体体积的量取,数值准确。
方案Ⅲ.实验原理是利用反应Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaCl,求出所耗盐酸的体积,从而求出消耗盐酸的物质的量,进而求出样品中所含Na2CO3的质量,计算样品中Na2CO3的纯度。实验的关键是确保盐酸体积的准确性,所以量取浓盐酸体积时,仪器精度要高,滴定终点确定时,判断要准。
(1)仪器X用于灼烧固体,所以应是坩埚,方案 Ⅰ 是灼烧分解NaHCO3杂质,实验原理是:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。答案为:坩埚;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(2)为减少实验误差,确保NaHCO3完全分解,需将灼烧所得固体再灼烧,看其质量是否变化,所以步骤⑥应为:重复③④⑤(或加热、冷却、称量)操作,步骤⑥的目的是:保证碳酸氢钠完全分解。答案为:③④⑤(或加热、冷却、称量);保证碳酸氢钠完全分解;
(3)因为不能保证质量为cg的残留物是否含有NaHCO3,此数据不可用,所以要计算Na2CO3的质量分数需用到的数据是a、b、d。答案为:a、b、d;
(4)因为A中分液漏斗和烧瓶之间有导管相连,压强始终相同,液体容易流下,且不会因液体的加入影响气体体积,所以为提高测定准确性,应选用发生装置A和量气装置D;装置C使用量筒,装置D用量液管,后者精度高,所以D中准确性高的原因是D的量液管比C的量筒测量液体体积精确度好。答案为:A;D的量液管比C的量筒测量液体体积精确度好;
(5) A中分液漏斗与烧瓶内气体相通,压强相等,液体流出顺利,所以该判断错误,理由是:错误,A中分液漏斗和烧瓶之间因有导管相连而压强始终相同,不论气密性是否良好,分液漏斗中的水都能因重力作用自由滴下。答案为:错误,A中分液漏斗和烧瓶之间因有导管相连而压强始终相同,不论气密性是否良好,分液漏斗中的水都能因重力作用自由滴下;
(6)用浓盐酸配制稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积,所以使用酸式滴定管,滴定管的作用是量取浓盐酸的体积。滴定管和容量瓶在使用前都要检查是否漏液及用蒸馏水洗涤,所以需进行的操作是Y、Z。答案为:量取浓盐酸的体积;Y、Z;
(7)由表中数据,可求出所用稀盐酸的平均体积为=20.00mL,根据表中数据,碳酸钠的质量分数为=0.8249。答案为:0.8249。
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