Question

欲測定含少量氯化鈉的小蘇打固態(tài)樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)可采用以下四種方法．
方法一：

方法二：

方法三：

方法四：不使用化學試劑，使用實驗室常用儀器
按要求回答下列問題：
（1）方法一：加入足量的試劑A

 

（填寫A的化學式）可將HCO₃^-離子轉(zhuǎn)化為沉淀并稱重．操作1、2、3、4的名稱依次是溶解、

 

、洗滌和

 

；
（2）方法二：在操作1中所用到的玻璃儀器中，除了燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的用到的是

 

，在操作2中應選擇的指示劑是

 

；
（3）在方法二中計算該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

[用流程圖中的數(shù)據(jù)m、V（HCl），填寫有關的表達式]；
（4）在方法三中：根據(jù)所用的實驗裝置，除了稱量試樣質(zhì)量外，還需測定的實驗數(shù)據(jù)是

 

；
（5）仔細分析方法三中的實驗裝置，若由此測得的數(shù)據(jù)來計算實驗結(jié)果，則有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是

 

，偏低的原因可能是

 

（均文字簡述）；
（6）方法四的實驗原理是：

 

（用化學方程式表示）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：方法一：（圖甲）固態(tài)樣品加試劑A使碳酸氫跟生成沉淀，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥稱量沉淀的質(zhì)量，從而根據(jù)碳守恒計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進而計算質(zhì)量分數(shù)；
方法二：（圖乙）固態(tài)樣品加水溶解成100ml溶液，取20ml加指示劑，用標準鹽酸進行滴定，從而計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)；
方法三：（圖丙）固態(tài)樣品加稀硫酸充分溶解，再經(jīng)過濃硫酸干燥，用堿石灰吸收生成的二氧化碳氣體，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進而計算質(zhì)量分數(shù)；
（1）根據(jù)以上分析：與HCO₃^-反應產(chǎn)生沉淀的試劑有Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂，二者選其一即可；操作1、2、3、4的名稱依次是溶解、過濾、洗滌、干燥；
（2）根據(jù)方法二的原理分析所需儀器；根據(jù)滴定終點時溶液酸堿性選擇指示劑；
（3）由所用鹽酸的體積可計算出20mL的待測液中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，進而計算質(zhì)量分數(shù)；
（4）方法三利用產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來計算碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，所用需要稱量裝有堿石灰的干燥管在實驗前后的質(zhì)量；
（5）根據(jù)裝置分析，偏高的原因是堿石灰還會吸收空氣中的二氧化碳和水使質(zhì)量增大；偏低的原因是裝置中會有殘留的二氧化碳未被吸收；
（6）不用其他化學試劑，就只能是碳酸氫鈉的受熱分解了，利用固體反應前后的質(zhì)量差，計算碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)．

解答： 解：方法一：（圖甲）固態(tài)樣品加試劑A使碳酸氫跟生成沉淀，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥稱量沉淀的質(zhì)量，從而根據(jù)碳守恒計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進而計算質(zhì)量分數(shù)；
方法二：（圖乙）固態(tài)樣品加水溶解成100ml溶液，取20ml加指示劑，用標準鹽酸進行滴定，從而計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)；
方法三：（圖丙）固態(tài)樣品加稀硫酸充分溶解，再經(jīng)過濃硫酸干燥，用堿石灰吸收生成的二氧化碳氣體，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進而計算質(zhì)量分數(shù)；
（1）方法一：與HCO₃^-反應產(chǎn)生沉淀的試劑有Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂，所以試劑A為Ca（OH）₂或 Ba（OH）₂；與與HCO₃^-反應產(chǎn)生沉淀后應進行的操作為過濾、洗滌、干燥，故答案為：Ca（OH）₂ 或Ba（OH）₂；過濾；干燥；
（2）方法二中固態(tài)樣品加水溶解成100ml溶液，所以還需100mL的容量瓶；用標準鹽酸進行滴定到終點時溶液還溶解了少量的二氧化碳，故成酸性，而酚酞的變色范圍是8～10，未滴定完已變色，不可用，應使用甲基橙作指示劑，溶液由黃色變?yōu)槌壬�；故答案為�?00mL容量瓶； 甲基橙；
（3）由于鹽酸與碳酸氫鈉按1：1反應，所以消耗鹽酸的物質(zhì)的量即為碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，又配100ml，取20ml進行滴定，所以原液是待測液的5倍，所以樣品中NaHCO₃的質(zhì)量為V（HCl）×10^-3×0.100×5×84=0.042V（HCl）g，質(zhì)量分數(shù)為

0.042V(HCl)

m

×100%，故答案為：

0.042V(HCl)

m

×100%；
（4）根據(jù)以上分析：方法三利用產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來計算碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，所用需要稱量裝有堿石灰的干燥管在實驗前后的質(zhì)量，故答案為：堿石灰在實驗前后的質(zhì)量；
（5）因為堿石灰直接與空氣接觸，所以偏高的原因是堿石灰還會吸收空氣中的二氧化碳和水使質(zhì)量增大；因為裝置中還會有殘留的二氧化碳，所以偏低的原因是裝置中會有殘留的二氧化碳未被吸收，故答案為：堿石灰可能還會吸收空氣中的水氣和CO₂氣體；圓底燒瓶內(nèi)會留存部分CO₂氣體；
（6）不用其他化學試劑，就只能是碳酸氫鈉的受熱分解了，利用固體反應前后的質(zhì)量差，計算碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)，化學方程式是2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

點評：本題主要考查對碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)的不同測定方法的分析計算，注意分析各種方法的原理，進而解答，難度不大．