Question

15．某學(xué)生實驗興趣小組擬用圖1裝置來完成“NaHCO₃和NaCl混合物中NaHCO₃含量的測定”的實驗．

（1）各儀器接口連接順序是a、b、c、d（用接口字母填寫）．
（2）該裝置連接好而未裝藥品前，檢驗氣密性的操作是在②中加水浸沒長導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用手握住圓底燒瓶（或酒精燈微熱），若②中長導(dǎo)管內(nèi)液面上升，則說明氣密性好；或在③中加水浸沒導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用酒精燈微熱，若③中導(dǎo)管口產(chǎn)生均勻的氣泡，停止加熱后，導(dǎo)管末端形成一段水柱且保持一段時間不下降，則說明氣密性好．
（3）甲同學(xué)認(rèn)為上述方法誤差較大，提出如下改進(jìn)措施，你認(rèn)為可行的有BD．（填序號）
A．在滴入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體
B．在裝置①中稀鹽酸換成稀硫酸，裝置②中水換成飽和NaHCO₃溶液
C．在裝置②中水換成飽和Na₂CO₃溶液
D．滴加鹽酸不宜過快
（4）乙同學(xué)認(rèn)為在裝置②③之間的導(dǎo)管內(nèi)會積存水，使測定結(jié)果不準(zhǔn)，從而改用圖2裝置．假定滴定管起始讀數(shù)為V₁mL，終了讀數(shù)為V₂mL，而注射器測定排出的氣體為V₃mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），混合物樣品質(zhì)量為m g，則原混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為$\frac{84（{V}_{3}+{V}_{1}-{V}_{2}）}{22400m}×100%$．（用含V₁、V₂、V₃、m的式子表示）．
（5）丙同學(xué)改用圖3裝置，通過測定燒杯的質(zhì)量．你認(rèn)為乙、丙兩同學(xué)的方案中，誰的方案更合理乙同學(xué)，理由是：丙同學(xué)的方案中，生成的CO₂沒有全被NaOH溶液吸收．

Answer 1

分析 （1）NaHCO₃和NaCl混合物中NaHCO₃含量的測定，利用的原理是加入只組成鹽酸反應(yīng)用排水量氣法測定生成二氧化碳的體積，進(jìn)行計算碳酸氫鈉含量，量氣裝置導(dǎo)氣管短進(jìn)長出；
（2）連接裝置關(guān)閉活塞，末端導(dǎo)氣管浸入水中使裝置密閉，微熱改變裝置燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)，觀察導(dǎo)氣管末端是否有氣泡冒出且停止受熱，導(dǎo)氣管中有一段水柱上升說明裝置氣密性好；
（3）A、測定氣體體積是利用排出液體的液面差和氣體含有雜質(zhì)無關(guān)；
B、在裝置①中稀鹽酸換成稀硫酸，減少氯化氫揮發(fā)，裝置②中水換成飽和NaHCO₃溶液減少二氧化碳的溶解；
C、飽和Na₂CO₃溶液會和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉；
D、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C；
（4）找出二氧化碳的體積，根據(jù)碳守恒計算出碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，即可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）丙同學(xué)的方案中，生成的CO₂不能全被NaOH溶液吸收．

解答 解：（1）NaHCO₃和NaCl混合物中NaHCO₃含量的測定，利用的原理是加入鹽酸反應(yīng)用排水量氣法測定生成二氧化碳的體積，進(jìn)行計算碳酸氫鈉含生成量，量氣裝置導(dǎo)氣管短進(jìn)長出，連接順序為：a、b、c、d，
故答案為：a、b、c、d；
（2）連接裝置關(guān)閉活塞，末端導(dǎo)氣管浸入水中使裝置密閉，微熱改變裝置燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)，觀察導(dǎo)氣管末端是否有氣泡冒出且停止受熱，導(dǎo)氣管中有一段水柱上升說明裝置氣密性好，具體步驟為：在②中加水浸沒長導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用手握住圓底燒瓶（或酒精燈微熱），若②中長導(dǎo)管內(nèi)液面上升，則說明氣密性好；或在③中加水浸沒導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用酒精燈微熱，若③中導(dǎo)管口產(chǎn)生均勻的氣泡，停止加熱后，導(dǎo)管末端形成一段水柱且保持一段時間不下降，則說明氣密性好，
故答案為：在②中加水浸沒長導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用手握住圓底燒瓶（或酒精燈微熱），若②中長導(dǎo)管內(nèi)液面上升，則說明氣密性好；或在③中加水浸沒導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用酒精燈微熱，若③中導(dǎo)管口產(chǎn)生均勻的氣泡，停止加熱后，導(dǎo)管末端形成一段水柱且保持一段時間不下降，則說明氣密性好；
（3）A、測定氣體體積是利用排出液體的液面差和氣體含有雜質(zhì)無關(guān)，故A錯誤；
B、在裝置①中稀鹽酸換成稀硫酸，減少氯化氫揮發(fā)，裝置②中水換成飽和NaHCO₃溶液減少二氧化碳的溶解，減少誤差，故B正確；
C、飽和Na₂CO₃溶液會和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，使測定二氧化碳體積減少，故C錯誤；
D、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C，滴加鹽酸不宜過快，故D正確；
故答案為：BD；
（4）鹽酸排出的空氣的體積是（V₂-V₁）mL，產(chǎn)生的二氧化碳的體積是V₃-（V₂-V₁），根據(jù)碳原子守恒，碳酸氫鈉的物質(zhì)的量是：$\frac{{V}_{3}-（{V}_{2}-{V}_{1}）}{22400}$mol，原樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{{V}_{3}-（{V}_{2}-{V}_{1}）}{22400}×84}{m}$×100%=$\frac{84（{V}_{3}+{V}_{1}-{V}_{2}）}{22400m}×100%$，
故答案為：$\frac{84（{V}_{3}+{V}_{1}-{V}_{2}）}{22400m}×100%$；
（5）丙同學(xué)的方案中，生成的CO₂沒有全被NaOH溶液吸收，所以方案更合理得為乙，
故答案為：乙同學(xué)；丙同學(xué)的方案中，生成的CO₂沒有全被NaOH溶液吸收．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)組成的探究和實驗設(shè)計方法分析判斷，主要是氣體體積測定和計算分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．