Question

5．工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量NaCl雜質(zhì)．為測定某純堿樣品的純度，化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了4種實(shí)驗(yàn)方案：
方案1．取樣品溶解后，加試劑使CO₃^2-沉淀，測定沉淀的質(zhì)量． 
操作步驟有：①稱量并溶解樣品；②加入足量的BaCl₂溶液；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱量并進(jìn)行恒重操作． 
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的定量實(shí)驗(yàn)儀器為電子天平，判斷是否達(dá)到恒重的標(biāo)準(zhǔn)是前后兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001g． 
方案2．用0.100mol/L 鹽酸滴定．具體過程如圖：

（2）操作1 所需要的儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管． 
（3）操作2 時(shí)選擇的指示劑為甲基橙，當(dāng)溶液黃色恰好變?yōu)槌壬�，且半分鐘�?nèi)不褪色時(shí)，說明達(dá)到了操作2終點(diǎn)． 
（4）為減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，通常的處理辦法是做2～3次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值． 
（5）操作2 時(shí)若錐形瓶內(nèi)有少量液體濺出，則測定結(jié)果偏低；若盛裝待測液的錐形瓶未用待測液潤洗，測定結(jié)果無影響（選填“偏高”、“偏低”或“無影響”）． 
方案3．用稀酸將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為CO₂測定CO₂的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)裝直如圖：

操作步驟有：①檢查裝直的氣密性；②在干燥管內(nèi)裝滿堿石灰，稱量質(zhì)量為m₁g；①稱量ag樣品裝入廣口瓶B中；④關(guān)閉止水夾；⑤緩慢加入稀H₂SO₄至不再產(chǎn)生氣體為止；⑥打開止水夾；⑦緩緩鼓在空氣數(shù)分鐘，再稱量干燥管，質(zhì)量為m₂g． 
（6）該方案樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{53（{m}_{2}-{m}_{1}）}{22a}$ （用代數(shù)式表示）． 
（7）有同學(xué)認(rèn)為空氣中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入干燥管導(dǎo)致測量結(jié)果（選填“偏高”、“偏低”、“無影響”）．改進(jìn)措施可以是在干燥管右邊再加一個(gè)裝有堿石灰的干燥管． 
方案4．用稀酸將CO₃^2-轉(zhuǎn)化為CO₂，測定CO₂的體積． 
（8）下列裝置中，適合該方案的是D（選填序號(hào)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)天平的感量確定稱量儀器，當(dāng)前后兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001g時(shí)說明已經(jīng)達(dá)到恒重；
（2）根據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟選取實(shí)驗(yàn)儀器；
（3）甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，碳酸鈉溶液呈堿性，所以滴有甲基橙的碳酸鈉溶液呈黃色，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)，溶液黃色恰好變成橙色；
（4）為減少誤差，應(yīng)多做幾次實(shí)驗(yàn)取平均值；
（5）能影響溶質(zhì)物質(zhì)的量的因素影響測定結(jié)果，否則不影響測定結(jié)果；
（6）方案三根據(jù)二氧化碳和碳酸鈉的關(guān)系式計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（7）空氣中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入干燥管導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏大；在干燥管后加一裝有堿石灰的干燥管，吸收空氣中的水和二氧化碳；
（8）用排溶液的方法測量氣體體積，導(dǎo)管應(yīng)該是“短進(jìn)長出”，且所用溶液不能和二氧化碳反應(yīng)．

解答 解：（1）方案一 托盤天平的過量是0.1g，電子天平的感量是0.001g，所以稱量藥品時(shí)用電子天平，當(dāng)前后兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001g時(shí)說明已經(jīng)達(dá)到恒重，
故答案為：電子天平；前后兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.001g；
（2）方案二①配制一定物質(zhì)的量濃度溶液時(shí)，用燒杯溶解固體藥品，用玻璃棒攪拌固體溶解和引流溶液，用容量瓶配制溶液，用膠頭滴管定容，
故答案為：燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，碳酸鈉溶液呈堿性，所以滴有甲基橙的碳酸鈉溶液呈黃色，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)，溶液呈酸性，溶液黃色恰好變成橙色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：黃色恰好變成橙色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）為減少誤差，應(yīng)多做幾次實(shí)驗(yàn)取平均值，即做2-3次平行實(shí)驗(yàn)，
故答案為：做2-3次平行實(shí)驗(yàn)；
（5）滴定時(shí)若錐形瓶內(nèi)有少量液體濺出，導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)溶液中溶質(zhì)減少，所以測定結(jié)果偏低，若盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用未知液潤洗，對(duì)錐形瓶內(nèi)溶液中的溶質(zhì)無影響，所以測定結(jié)果無影響，
故答案為：偏低；無影響；
（6）堿石灰吸收的物質(zhì)是二氧化碳，二氧化碳的質(zhì)量是（W₂-W₁）g，根據(jù)碳原子守恒得碳酸鈉的質(zhì)量=$\frac{106（{m}_{2}-{m}_{1}）}{44}$，
則純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{53（{m}_{2}-{m}_{1}）}{22a}$；
故答案為：$\frac{53（{m}_{2}-{m}_{1}）}{22a}$；
（7）空氣中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入干燥管導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏大，則碳酸鈉的質(zhì)量偏大，計(jì)算結(jié)果偏高；空氣中的水蒸氣進(jìn)入干燥管而影響二氧化碳的測定，為防止水蒸氣的干擾，應(yīng)該在干燥管右邊再加一個(gè)裝有堿石灰的干燥管，
故答案為：偏高；在干燥管右邊再加一個(gè)裝有堿石灰的干燥管；
（8）用排溶液的方法測量氣體體積，導(dǎo)管應(yīng)該是“短進(jìn)長出”，即進(jìn)氣管長度小于出液管長度，且所用溶液不能和二氧化碳反應(yīng)，碳酸氫鈉中含有碳酸氫根離子能抑制二氧化碳的溶解，
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了物質(zhì)含量測定方法，掌握實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要注意的是二氧化碳和水蒸氣對(duì)二氧化碳的測定有影響，所以為防止干擾要先除去空氣中二氧化碳和水蒸氣，為易錯(cuò)點(diǎn)．