Question

某樣品為Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物，現(xiàn)將一定質(zhì)量的樣品與稀鹽酸反應(yīng)，用測定生成CO₂體積的方法計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)．為較準確地測出生成CO₂的體積，在反應(yīng)結(jié)束后加熱反應(yīng)混合物，使溶于溶液中的CO₂逸出，待冷卻至室溫后測CO₂的體積（加熱時蒸發(fā)的水的體積忽略不計）．如圖是實驗裝置圖，其中，B和C可供選擇．請回答下列問題：
（1）測量CO₂氣體的體積時，可選用B或C中的一種與A連接，你將選擇

 

（填B或C），不選另一種的理由是

 

．
（2）在B或C中所盛的液體應(yīng)為

 

（選填編號）．
（A）澄清石灰水（B）飽和Na₂CO₃溶液
（C）水（D）NaOH溶液
（3）在正確選用了B或C中所盛液體后，則實驗過程中造成收集到的CO₂體積會

 

（填“偏大”或“偏小”）．若要使收集到的CO₂體積較準確，應(yīng)對該實驗作何改變？

 

．
（4）若測得CO₂體積換算成標準狀況下是VL（樣品為mg），則V的數(shù)值范圍是

 

（用含m的代數(shù)式表示）．
（5）若氣體最大量程為50mL，則固體樣品的取樣范圍是

 

（假設(shè)為標準狀況下）．
（6）用此方法測定Na₂CO₃或NaHCO₃質(zhì)量分數(shù)其結(jié)果不夠準確．現(xiàn)有人設(shè)計了下面幾種實驗方案，請你從中選擇一種既簡單可行又測定結(jié)果較準確的實驗方案是

 

（選填編號）．
（A）稱取一定量樣品，配成溶液，加入澄清石灰水，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)
（B）稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，恢復(fù)至室溫，再稱量剩余固體質(zhì)量，則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)
（C）稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，將收集到的CO₂稱其質(zhì)量，則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)
（D）稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，將用排水法收集到的CO₂測出其體積，則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)．

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：（1）分析裝置圖可知裝置C是量氣管，管徑較細，測定較準確，量筒管徑較大，測定誤差較大；
（2）依據(jù)生成的氣體為二氧化碳氣體，排液法測定二氧化碳氣體體積，不能吸收二氧化碳分析；
（3）二氧化碳在水中有一定的溶解性，損失部分二氧化碳使測定結(jié)果減小，可以在水層上放一層油避免二氧化碳的損耗；
（4）結(jié)合碳酸鈉和碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，結(jié)合極值方法計算二氧化碳體積的取值范圍；
（5）若氣體最大量程為50mL，結(jié)合碳元素守恒極值法計算需要碳酸鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量分析；
（6）A、稱取一定量樣品，配成溶液，加入澄清石灰水，碳酸鈉和碳酸氫鈉都和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，依據(jù)碳元素守恒和足量守恒列方程計算則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)，但過濾稱量過程中會損耗沉淀質(zhì)量，產(chǎn)生較大誤差；
B、稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，碳酸氫鈉分解生成二氧化碳氣體，恢復(fù)至室溫，再稱量剩余固體質(zhì)量，得到二氧化碳的質(zhì)量計算得到碳酸氫鈉質(zhì)量，則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)；
C、稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，將收集到的CO₂稱其質(zhì)量，則氣體稱量質(zhì)量需要收集二氧化碳氣體，測量過程中會產(chǎn)生較大的誤差，不能用于計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)；
D、稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，將用排水法收集到的CO₂測出其體積，二氧化碳會溶解一部分造成誤差，不能用于計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)．

解答： 解：（1）分析裝置圖可知裝置C是量氣管，管徑較細，測定較準確，量筒管徑較大，測定誤差較大，所以選擇裝置C較好，
故答案為：C；因為B用量筒計量水的體積誤差太大；
（2）依據(jù)生成的氣體為二氧化碳氣體，排液法測定二氧化碳氣體體積，液體不能吸收二氧化碳，則
（A）澄清石灰水會吸收二氧化碳，故A不符合；
（B）飽和Na₂CO₃溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，會吸收二氧化碳氣體，故B不符合；
（C）二氧化碳在水中溶解性不大，可以用排水方法測定氣體體積，故C符合；
（D）NaOH溶液吸收二氧化碳不能測定氣體體積，故D不符合；
故答案為：C；
（3）二氧化碳在水中有一定的溶解性，損失部分二氧化碳使測定結(jié)果減小，產(chǎn)生誤差，要使收集到的CO₂體積較準確，可以在水層上放一層油避免二氧化碳的損耗；
故答案為：偏小；C裝置量氣管處水面上加一層油，減少CO₂溶解；
（4）結(jié)合碳酸鈉和碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，結(jié)合極值方法計算二氧化碳體積的取值范圍，若為碳酸鈉溶液，則二氧化碳物質(zhì)的量和碳酸鈉物質(zhì)的量相同，生成二氧化碳體積V=

m

106

×22.4L，若為碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳體積V=

m

84

×22.4L，二者混合物反應(yīng)生成二氧化碳體積為：

m

106

×22.4＜V＜

m

84

×22.4；
故答案為：

m

106

×22.4＜V＜

m

84

×22.4；
（5）若氣體最大量程為50mL，二氧化碳物質(zhì)的量=

0.05L

22.4L/mol

，結(jié)合碳元素守恒極值法計算需要碳酸鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量分析，若為碳酸鈉，質(zhì)量=

0.05L

22.4L/mol

×106g/mol=0.237g，若全部是碳酸氫鈉質(zhì)量為=

0.05L

22.4L/mol

×84g/mol=0.187g，則固體樣品的取樣范圍是0.187＜m＜0.237；
故答案為：0.187＜m＜0.237；
（6）A、稱取一定量樣品，配成溶液，加入澄清石灰水，碳酸鈉和碳酸氫鈉都和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量，依據(jù)碳元素守恒和足量守恒列方程計算則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)，但過濾稱量過程中會損耗沉淀質(zhì)量，產(chǎn)生較大誤差，不用來測定，故A不符合；
B、稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，碳酸氫鈉分解生成二氧化碳氣體，恢復(fù)至室溫，再稱量剩余固體質(zhì)量，得到二氧化碳的質(zhì)量計算得到碳酸氫鈉質(zhì)量，則可計算出樣品中各組分的質(zhì)量分數(shù)，故B符合；
C、稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，將收集到的CO₂稱其質(zhì)量，則氣體稱量質(zhì)量需要收集二氧化碳氣體，測量過程中會產(chǎn)生較大的誤差，測定結(jié)果不準確，故C不符合；
D、稱取一定量樣品，加熱樣品使之反應(yīng)完全，將用排水法收集到的CO₂測出其體積，二氧化碳會溶解一部分造成誤差，故D不符合；
故答案為：B．

點評：本題考查了物質(zhì)含量的實驗測定方法和實驗探究過程分析判斷，注意操作過程中誤差的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等