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(10分)为测定某碳酸氢钠样品纯度(含有少量氯化钠),学生设计了如下几个实验方案(每个方案均称取m1g样品),请回答每个方案中的问题。

[方案Ⅰ] 选用重量法进行测定:可用下图中的装置进行实验。

(1)A装置中NaOH溶液的作用是__________________若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

(2)该方案需直接测定的物理量是______________________________________。

[方案Ⅱ] 选用气体体积法进行测定:可用如图中的装置进行实验,为了减小实验误差,量气管中加入饱和NaHCO3溶液。

(3)通过实验,测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低,产生这种现象

的原因可能是________。

a.测定气体体积时未冷却至室温

b.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面

c.Y型管中留有反应生成的气体

d.气体进入量气管前未用浓硫酸干燥

[方案Ⅲ] 选用滴定法进行测定:

(4)称取m1g样品,配成100 mL溶液,取出20 mL,用c mol·L-1的标准HCl溶液滴定,消耗体积为VmL,则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算表达式为:_________________。

 

(每空2分、共10分)(1) 吸收空气中的CO2 偏高 (2) 装置C反应前后质量

(3) b (4) ×100%

【解析】

试题分析:(1)由于空气中含有CO2,也能被碱石灰吸收,导致误差,所以A装置中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2;若直接向试样溶液中鼓入空气会导致碱石灰增加的质量偏大,所以实验测定结果偏高;

(2)碳酸氢钠与稀硫酸反应生成的CO2被装置C中的碱石灰吸收,通过称量前后的质量,即可得出反应中生成的CO2质量,进而计算碳酸氢钠的质量,所以该方案需直接测定的物理量是装置C反应前后质量;

(3)a.测定气体体积时未冷却至室温,由于温度高气体体积变大,导致测定结果偏高,a错误;b.测量时,量气管量气之后保持水准管要和量气管液面相平,这样测出来的气体体积才是当时大气压下的体积,量气管的两次读数差就是生成气体体积。如果测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面,则气体的压强高于大气压,则测定结果偏小,b正确;c.由于反应前装置含有空气,因此Y型管中留有反应生成的气体不影响实验结果,c错误;d.排水法测量气体的体积,气体不需要干燥,d错误,答案选b。

(4)消耗盐酸的物质的量是0.02cmol,根据方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,碳酸氢钠的物质的量是0.001Vcmol,质量是0.001Vcmo×84g/mol,则原样品中碳酸氢钠的质量是0.001Vcmo×84g/mol×100ml/2ml=8.4cg,因此试样中碳酸氢钠质量分数的计算表达式为 ×100%。

考点:考查碳酸氢钠纯度测定实验方案设计

 

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实验内容:

(1).用一只干燥的100 mL 碘量瓶(测量过程中所用的一种密闭玻璃容器)和一只250 mL碘量瓶,分别标上1、2号,用量筒取80 mL 0.0100 mol.L-1 KI于1号瓶,取200 mL 蒸馏水于2号瓶,并分别加入0.5 g过量的碘。

(2).将两只碘量瓶塞好塞子,振荡30分钟,静置。

(3).分别取上层清液20 mL用浓度为c mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定。1号瓶消耗V1 mL Na2S2O3溶液,2号瓶消耗V2 mL Na2S2O3溶液。

(4).带入数据计算c(I3—)

试回答下列问题

①标准Na2S2O3溶液应装入 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),原因是 。

②碘量瓶在震荡静置时要塞紧塞子,可能的原因是 。

③滴定时向待测液中加入的指示剂是 ,到达滴定终点时的现象为 。

④用c 、V1 和V2 表示c(I3-)为 mol·L-1。

⑤若在测定1号瓶时,取上层清液时不小心吸入了少量的I2固体,则测定的c(I3-)

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