Question

现有甲、乙、丙三个学生，欲测定某工业纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数（纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数为92%～96%），分别设计如下实验方案，请你帮助他们完成实验．
甲：用

 

（填实验仪器名称，不止一种，下同）称取10.0g样品，利用如图所示装置，测出反应后装置C中碱石灰增重3.52g．装置D中碱石灰的作用是

 

．
乙：准确称取10.00g样品后，用

 

（填实验仪器名称）配成1000mL溶液，用

 

式滴定管量取25.00mL溶液放入锥形瓶中，加入2滴酚酞作指示剂，用0.15mol/L的标准盐酸滴定至终点（有关反应为Na2CO3+HCl

. .

NaCl+NaHCO3）．完成三次平行实验后，消耗盐酸体积的平均值为15.00mL．
丙：准确称取10.00g样品后，向其中加入过量的盐酸，充分反应直至样品中无气泡冒出，蒸干混合溶液将所得的固体物质置于干燥器中，冷却至室温后称量．反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体的质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g．请分析、计算后填表：

分析与计算 分组	计算样品中碳酸钠的质量分数	实验结果的评价	实验失败的主要原因及对结果的影响
甲	①	失败	②
乙	③	成功	-----
丙	④	成功	----

Answer 1

分析：甲：称量样品质量需要用托盘天平进行称量过程中用到取用样品的药匙、相同大小的滤纸；装置D是碱石灰防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D产生误差；
乙：配制溶液的仪器是1000ml容量瓶，溶解物质的烧杯和玻璃棒，定容时用到的胶头滴管；碳酸钠溶液水解呈碱性，应选择碱式滴定管；
丙：准确称取10.00g样品后，向其中加入过量的盐酸，充分反应直至样品中无气泡冒出，蒸干混合溶液将所得的固体物质置于干燥器中，冷却至室温后称量．反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体的质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g；
依据题干条件分别计算甲、乙、丙中碳酸钠的含量分析判断；

解答：解：甲：称量样品质量需要用托盘天平进行称量过程中用到取用样品的药匙、相同大小的滤纸；装置D是碱石灰防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D产生误差；
故答案为：托盘天平、药匙、滤纸；防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C，减少误差；
乙：配制溶液的仪器是1000ml容量瓶，溶解物质的烧杯和玻璃棒，定容时用到的胶头滴管；碳酸钠溶液水解呈碱性，应选择碱式滴定管；
故答案为：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、1000ml容量瓶；碱式；
丙：准确称取10.00g样品后，向其中加入过量的盐酸，充分反应直至样品中无气泡冒出，蒸干混合溶液将所得的固体物质置于干燥器中，冷却至室温后称量．反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体的质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g，设样品中碳酸钠的质量为X．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ 质量差
106          117             11
X                         10.99g-10.0g=0.99g

106

11

=

X

0.99

 
X=9.54
样品中碳酸钠的质量分数为

9.54g

10.0g

×100%=95.4%
故答案为：95.4%
甲：称取10.0g样品，利用如图所示装置，测出反应后装置C中碱石灰增重3.52g是二氧化碳，物质的量=

3，52g

44g/mol

=0.08mol，碳酸钠质量分数=

0.08mol×106g/mol

10.0g

×100%=84.8%；失败的原因反应生成的二氧化碳部分残留在装置A中，没有完全被装置C中的碱石灰吸收，结果偏小；
故答案为：84.8%；反应生成的二氧化碳部分残留在装置A中，没有完全被装置C中的碱石灰吸收，结果偏小；
乙：准确称取10.00g样品后，配成1000mL溶液，量取25.00mL溶液放入锥形瓶中，加入2滴酚酞作指示剂，用0.15mol/L的标准盐酸滴定至终点（有关反应为Na2CO3+HCl

. .

NaCl+NaHCO3）．完成三次平行实验后，消耗盐酸体积的平均值为15.00mL，25ml中碳酸钠物质的量=0.15mol/L×0.015L=0.00225mol；1000mL溶液中含碳酸钠物质的量=0.09mol，碳酸钠质量分数=

0.09mol×106g/mol

10.0g

×100%=95.4%；
故答案为：95.4%；

点评：本题考查探究物质含量测定方法和解决新问题能力，能很好地训练学生的思维能力，注意本题方法的计算应用和误差分析判断，题目难度中等．