碳酸鈉,化學式Na2CO3,俗稱純堿.“純堿中常常會混有少量的氯化鈉”.某研究性學習小組以一包純堿(若有雜質(zhì),只考慮為氯化鈉)為研究對象,探究該純堿樣品中碳酸鈉的含量.請你參與他們的活動.
【小組討論】
觀點Ⅰ:純堿樣品中只含有碳酸鈉
觀點Ⅱ:純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物
【實驗設計】
甲方案
Ⅰ設計思路:根據(jù)樣品與石灰水反應生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量,求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).
Ⅱ操作步驟:稱取13.25g純堿樣品,加入過量的澄清石灰水,充分攪拌.過濾、洗滌、干燥,得到白色沉淀10.00g
Ⅲ數(shù)據(jù)處理:請根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),計算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).
計算過程:
Ⅳ實驗結(jié)論:
 

乙方案
Ⅰ設計思路:根據(jù)樣品(質(zhì)量為a g)與稀硫酸完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量(質(zhì)量為b g),求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).
Ⅱ?qū)嶒灲Y(jié)論:
(1)當a、b的質(zhì)量關系滿足
 
(填寫含a、b字母的表達式,下同)時,純堿樣品中只含有碳酸鈉,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是100%.
(2)當a、b的質(zhì)量關系滿足
 
時,純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是
 

【實驗評價】
誤差分析:(1)甲方案中,白色沉淀的質(zhì)量在過濾、干燥等操作過程中會有所損耗,造成計算結(jié)果與實際值相比偏小.
(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出,造成計算結(jié)果與實際值相比
 
(填寫“偏大”、“偏小”或“不變”).
【交流反思】
(1)實驗過程中,需用玻璃棒不斷攪拌,該操作的目的是
 

(2)甲方案實驗操作中,對沉淀洗滌的目的是:
 

(3)乙方案中,需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸.現(xiàn)有一瓶98%的濃硫酸(密度為1.84g/cm3),配制乙方案中實驗所用稀硫酸,至少需要濃硫酸的體積是
 
mL(填寫含字母的表達式).濃硫酸稀釋的正確操作是
 
分析:信息給予題構(gòu)思新穎,思維富有靈活性和創(chuàng)造性,能較好地反映出同學們對信息的提取、分析、加工以及對知識的遷移能力.選材多來源于生活實際、社會熱點、科技新發(fā)明等.
本題的甲方案:根據(jù)Ⅰ設計思路:根據(jù)樣品與石灰水反應生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量,求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).Ⅱ操作步驟:稱取13.25g純堿樣品,加入過量的澄清石灰水,充分攪拌.過濾、洗滌、干燥,得到白色沉淀10.00g;Ⅲ數(shù)據(jù)處理:請根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),計算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).則根據(jù)化學方程式可求碳酸鈉的質(zhì)量,則可求純堿樣品中的碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).
本題的乙方案,Ⅰ設計思路:根據(jù)樣品(質(zhì)量為a g)與稀硫酸完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量(質(zhì)量為b g),求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).
解答:解:【實驗設計】解:設純堿樣品中含Na2CO3的質(zhì)量為x
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH
106              100
x               10.00g
106
x
=
100
10.00g
   x=10.6g 
純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為
10.6g
13.25g
×100%=80%

而乙方案:Ⅰ設計思路:根據(jù)樣品(質(zhì)量為a g)與稀硫酸完全反應生成二氧化碳的質(zhì)量(質(zhì)量為b g),求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù).
Ⅱ?qū)嶒灲Y(jié)論:
(1)當a、b的質(zhì)量關系滿足
a
b
=
53
22
(或22a=53b;或a=
53
22
b
等)(填寫含a、b字母的表達式,下同)時,純堿樣品中只含有碳酸鈉,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是100%.
(2)當a、b的質(zhì)量關系滿足
a
b
53
22
時,純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是
53b
22a
×100%

【實驗評價】
誤差分析:(1)甲方案中,白色沉淀的質(zhì)量在過濾、干燥等操作過程中會有所損耗,造成計算結(jié)果與實際值相比偏小.
(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出,造成計算結(jié)果與實際值相比偏。
【交流反思】
(1)實驗過程中,需用玻璃棒不斷攪拌,該操作的目的是 使反應充分進行.
(2)甲方案實驗操作中,對沉淀洗滌的目的是:除去沉淀表面附著的其它物質(zhì),以免對實驗結(jié)果造成誤差.
(3)乙方案中,需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸.現(xiàn)有一瓶98%的濃硫酸(密度為1.84g/cm3),配制乙方案中實驗所用稀硫酸,至少需要濃硫酸的體積是1.24bmL(填寫含字母的表達式).濃硫酸稀釋的正確操作是把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里,并不斷攪拌. 
故答為:Ⅳ實驗結(jié)論:純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物,且樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是80%.
實驗結(jié)論:(1)
a
b
=
53
22
(或22a=53b;或a=
53
22
b
等);(2)
a
b
53
22
53b
22a
×100%
(合理表達即給分)   
【實驗評價】(2)偏小 
【交流反思】(1)使反應充分進行
(2)除去沉淀表面附著的其它物質(zhì),以免對實驗結(jié)果造成誤差.
(3)1.4b,把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里,并不斷攪拌
點評:這類問題往往將計算和實驗有機地結(jié)合起來進行考查.這就要求同學們對常見物質(zhì)的性質(zhì)掌握牢固,并能熟練地進行基本的化學計算.這類試題大多是由題干和問題兩部分組成,題干中實際上已給出一系列的提示,要求根據(jù)提出的問題,發(fā)現(xiàn)有用的信息,充分發(fā)揮聯(lián)想,與已有的知識建立聯(lián)系,然后進行類比推導.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中化學 來源: 題型:

按要求用合適的化學用語填空
(1)汞
Hg
Hg

(2)兩個水分子
2H2O
2H2O

(3)3個鐵離子
3Fe3+
3Fe3+

(4)寫出碳酸鈉的化學式,并標出碳元素的化合價
Na2
+4
C
O3
Na2
+4
C
O3

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科目:初中化學 來源: 題型:

(1)工業(yè)用鹽亞硝酸鈉的化學式(其中氮元素的化合價為+3價)
NaNO2
NaNO2
;
(2)亞硫酸鈉Na2SO3 中硫元素的化合價
Na2
+4
S
O3
Na2
+4
S
O3
;
(3)碳酸鈉中的陰離子
CO32-
CO32-
;
(4)用化學方程式表示以下兩題:
不能用鐵制容器配制波爾多液(含硫酸銅)的原因
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

實驗室用高錳酸鉀制氧氣的反應原理
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2

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科目:初中化學 來源: 題型:

(1)用數(shù)字和化學符號表示:
5個二氧化碳分子
5CO2
5CO2
;  2個亞鐵離子
2Fe2+
2Fe2+
;地殼中含量最多的金屬元素
Al
Al
;“楚鄉(xiāng)醇”中的主要溶質(zhì)
C2H5OH
C2H5OH
;3個氫氧根離子
3OH-
3OH-
;  碳酸鈉中碳元素的化合價為+4價
Na2
+4
C
O3
Na2
+4
C
O3
;
(2)請選用C、H、O、Ca四種元素中的一種或者是幾種寫出符合下列要求的化學式:
①可作氣體肥料的氣體
CO2
CO2
;  ②相對分子質(zhì)量最小的氧化物
H2O
H2O

③我國建設的“西氣東輸”工程中,這里的“氣”指的是
CH4
CH4

④具有可燃性,煉鐵過程中產(chǎn)生大量的高爐氣中的主要成分
CO
CO

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科目:初中化學 來源: 題型:

同學們在學習了鹽的化學性質(zhì)以后,開展了測定碳酸鈉和氯化鈉的固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)的探究實驗,他們設計了以下實驗方案

【方案一】氣體轉(zhuǎn)化法

 

         圖1                      圖2                     圖3

(1)       如下圖1所示,把wg的混合物與足量稀硫酸反應后,測定產(chǎn)生的CO2的體積,檢查該裝置氣密性的方法是                                                         

(2)       有同學提出用圖2代替圖1中的收集裝置,則所測得CO2氣體的體積           

(填偏大、偏小或不變)理由是                                     ,你的改進方案是                              ;廣口瓶內(nèi)原有的空氣對實驗結(jié)果___________(填“有”或“沒有”)影響,如果利用改進后的裝置測得CO2氣體的體積為Vml (此時CO2的密度為Pg/ml)則原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)的計算式為_________________

  (3)也有人用圖3裝置測定CO2的質(zhì)量(堿石灰的成分是CaO和NaOH的混合物)則圖3實驗裝置中主要存在哪些缺陷?這些缺陷對實驗結(jié)果有何影響?    

主要缺陷

對實驗結(jié)果的影響

  【方案二】沉淀法(如圖所示)

  

   (1)沉淀A的化學式是_______________,溶液M中溶質(zhì)的化學式是_______________

(2)確定CaCl2溶液是否過量的方法是_____________________________

(3)該固體混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)的計算式為_________________________

(4)導致測定結(jié)果偏大的原因可能是_________________________

【方案三】鹽酸滴定法

(1)“操作2”的名稱是______________

(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算該固體混合物中NaCO3的質(zhì)量分數(shù)為________(保留一位小數(shù))

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