Question

为了测定m g氢氧化钠固体混合物中碳酸钠的质量分数，某探究活动小组分别设计了如下实验方案：

(1)甲同学用如图一所示装置，通过测定放出CO₂的体积来确定碳酸钠的质量分数，结果误差较大，请你提出改进措施_______________________。

(2)乙同学用图二所示装置，通过测定反应放出CO₂的质量来确定碳酸钠的质量分数，他重复正确操作三次，结果数据出现了较大偏差。你认为主要原因可能是(任写两个)

①__________________________________________________________________，

②__________________________________________________________________。

(3)丙同学认为上面的测定方法误差都较大，提出用中和滴定来测定。方法是：准确称取氢氧化钠样品mg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1—2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c mol·L^-1的HCl溶液滴定至溶液由红色至无色(指示+H⁺反应的终点)，消耗HCl溶液体积为V₁mL，再加入1—2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙(指示H⁺+CO₂↑+H₂O反应的终点)，又消耗HCl溶液体积为V₂mL。则烧碱样品中Na₂CO₃的质量分数为_____________________。

(4)请你设计另外一个简单的实验方案来测定NaOH固体混合物中Na₂CO₃的质量分数。

①写出操作步骤。

②用测得的数据(用字母表示)写出质量分数的表达式_______________。

Answer 1

(1)把B瓶中的水换成饱和NaHCO₃溶液

(2)装置内原有空气中的二氧化碳气体也被碱石灰吸收；

装置外空气中的水蒸气和二氧化碳被碱石灰吸收；

反应完成后，装置中的二氧化碳没有完全被碱石灰吸收；

加入的稀硫酸量不足，则可能造成误差(答案合理即可)

(3)106V₂ c/(10m)%

(4)①写出操作步骤：称取少量的固体化合物m g，加入适量的蒸馏水于试管中，配成溶液.向溶液中加入足量的BaCl₂溶液，充分振荡后，过滤、洗涤，称量所得沉淀质量为a g.

②×100%(答案合理即可)

解析：本题通过测定氢氧化钠固体混合物中碳酸钠的质量分数，要求学生掌握测量原理和误差分析.

(1)甲同学用图一所示装置，通过排水测体积法来确定生成CO₂的体积，因为CO₂会部分溶于水中造成损耗，故应把H₂O换成“饱和NaHCO₃溶液”，减小实验误差.

(2)乙同学用图二所示装置，通过碱石灰吸收CO₂来测定CO₂的质量，但是可能存在下列原因：①装置内原有空气中的二氧化碳气体也被碱石灰吸收；②装置外空气中的水蒸气和二氧化碳被碱石灰吸收；③反应完成后，装置中的二氧化碳没有完全被碱石灰吸收；④加入的稀硫酸量不足，则可能造成误差.

(3)根据反应H⁺+CO₂↑+H₂O，注意“又消耗HCl溶液体积为V₂ mL”，得关系式为：Na₂CO₃—NaHCO₃—HCl可知m(Na₂CO₃)=106V₂c/1 000(g)，所以烧碱样品中Na₂CO₃的质量分数为106V₂c/1 000 m×100%，即106V₂c/(10 m)%.