（京津鲁琼版）2020版高考化学一轮复习 微专题突破 碳酸钠质量分数测定的实验探究课件

微专题突破6碳酸钠质量分数测定的实验探究1．气体法(1)测定原理Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作向mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为VmL(已折算为标准状况)。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为V22400mol×106g·mol－1＝106V22400g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106V22400gmg×100%＝53V112m%。2．沉淀法(1)测定原理Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作先将mg纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为ng。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为ng197g·mol－1×106g·mol－1＝106n197g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106n197gmg×100%＝106n197m×100%。1．下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体解析：选C。取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O(g)，故无法求解，C错误；由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。2．制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：方案一：把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，将所得沉淀________(填操作名称)、洗涤、烘干、称量、计算。洗涤沉淀的具体操作是_________________________________。方案二：把一定量的样品与足量硫酸反应后，用图1所示装置测定产生CO2的体积，为了确保测定结果的准确性，B中的溶液最好采用________。图1装置中实验仪器a的名称是________。方案三：利用图2所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。(1)若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。(2)装置A中试剂X应选用________________。(3)装置E的作用是____________________________。(4)根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为________(结果保留小数点后一位)。解析：方案一：Na2CO3与过量CaCl2溶液反应生成CaCO3沉淀，过滤后分离出沉淀，洗涤沉淀时，沿玻璃棒缓慢地向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀物，使水自然流下，重复操作2～3次。方案二：样品中Na2CO3与足量稀硫酸反应后产生CO2，用排液法测定生成CO2的体积，因CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度小，所以B中的溶液最好采用饱和NaHCO3溶液；由装置图可知，图1装置中a为圆底烧瓶。方案三：(1)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被装置D中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被装置D中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；(2)鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；(3)如果装置D直接与外界空气相连通，则空气中的H2O和CO2会对测定结果产生影响，所以装置E的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置D中；(4)反应中放出CO2气体的质量＝85.6g－83.4g＝2.2g，若消耗碳酸钠的质量为x，Na2CO3～CO210644x2.2g解得x＝5.3g，纯碱样品中Na2CO3的质量分数＝5.3g6g×100%≈88.3%。答案：方案一：过滤沿玻璃棒缓慢地向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀物，使水自然流下，重复2～3次方案二：饱和NaHCO3溶液圆底烧瓶方案三：(1)偏小(2)NaOH溶液(3)防止空气中的CO2和水蒸气进入D中(4)88.3%