Question

实验室中可用盐酸滴定的方法测定Na₂CO₃或NaHCO₃的含量．测定Na₂CO₃时，若用酚酞作指示剂，逐滴加入盐酸至溶液由红色变无色时，Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃；测定NaHCO₃时，若用甲基橙作指示剂，逐滴加入盐酸至溶液由黄色变橙色时NaHCO₃完全转化为CO₂逸出．
（1）写出Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃的离子方程式

 

．
（2）某天然碱的化学式为xNa₂CO₃?NaHCO₃?2H₂O，为了测定其组成，取0.3320g样品于锥形瓶中，加适量蒸馏水使之溶解，加入几滴酚酞，用0.1000mol?L^-1的盐酸滴定至溶液由红色变无色，消耗盐酸20.00mL；再向已变无色的溶液中加入几滴甲基橙，继续用该盐酸滴定至溶液由黄色变橙色，又消耗盐酸30.00mL．
①实验时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、锥形瓶、

 

．
②该天然碱化学式中x=

 

．
（3）某学习小组在实验室中制备Na₂CO₃，假设产品中含有少量NaCl、NaHCO₃杂质，设计实验方案进行检验，完成下表．
限选试剂：0.1000mol?L^-1盐酸、稀硝酸、AgNO₃溶液、酚酞、甲基橙、蒸馏水．

实验步骤	结果分析
步骤①：取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水使之溶解，	有白色沉淀生成，说明产品中含有NaC1
步骤②：另取少量样品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水使之溶解，加入几滴酚酞，用0.1000mol?L-1盐酸滴定至溶液由红色变无色，记录消耗盐酸的体积Vl；   ，记录消耗盐酸的体积V2	，说明产 品中含有NaHCO3

（4）若某碳酸钠样品中含含有少量杂质碳，通过测量样品与过量盐酸溶液反应所生成二氧化碳的体积来测定样品中碳酸钠的质量分数（实验中导管体积忽略不计）．
①广口瓶中的试剂X可以选用

 

．
A．苯B．酒精C．植物油D．CCl₄
②广口瓶的液体没有装满（上方留有少量空间），实验测得二氧化碳的体积将

 

（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．

Answer 1

分析：（1）碳酸钠和盐酸反应是分步进行的，第一步反应碳酸根结合一个氢离子生成HCO₃^-；
（2））①根据操作步骤判断所使用的玻璃仪器；
②两次消耗的盐酸分别是20ml和30ml，因此根据方程式可知，样品中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比是2：1，以此确定x；
（3）检验氯离子一般用硝酸酸化的硝酸银溶液，现象是生成氯化银白色沉淀；根据反应的方程式可知，如果含有碳酸氢钠，则第二次消耗的盐酸体积大于第一次消耗的盐酸体积；
（4）①X的作用是液封，密度比水的大，还要不溶于水；
②广口瓶的液体没有装满不影响测定结果．

解答：解：（1）碳酸钠和盐酸反应是分步进行的，反应方程式分别是：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，
故答案为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
（2））①溶解样品还需要玻璃棒玻璃棒；滴定是还需要酸式滴定管盛放盐酸，
故答案为：玻璃棒、酸式滴定管；
②两次消耗的盐酸分别是20ml和30ml，方程式分别是CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，因此根据方程式可知，样品中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比是2：1，所以x=2，故答案为：2；
（3）检验氯离子一般用硝酸酸化的硝酸银溶液，现象是生成氯化银白色沉淀；根据反应的方程式可知，如果含有碳酸氢钠，则第二次消耗的盐酸体积大于第一次消耗的盐酸体积，即V₂＞V₁，故答案为：①滴加足量的稀硝酸酸化，再加几滴硝酸银溶液；②再向一变无色的溶液中滴加几滴甲基橙，继续用该盐酸溶液滴定至溶液由黄色变成橙色；V₂＞V₁；
（4）①广口瓶中的试剂X作用是封住二氧化碳气体，密度必须比水的密度小，还不能溶于水，选项中满足的有A、C，故选AC；  
②广口瓶的液体没有装满，不会影响测定的结果，故答案为：不变．

点评：本题考查了滴定法，注意滴定法测定物质含量的主要操作及注意事，在本题中由所给信息可知，当以酚酚为指示剂时，NaOH、Na₂CO₃与盐酸反应分别生成NaCl和NaHCO₃，即NaHCO₃中加入酚酞后溶液不变色．而以甲基橙为指示剂时，NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃与盐酸反应后均生成NaCl．现应用的双指示剂的方法，第一次和酚酞为指示剂，是将NaOH、Na₂CO₃分别转化为NaCl和NaHCO₃；第二步以甲基橙为指示剂是将NaHCO₃转化为NaCl，本题难度中等．