2020-2021学年化学新教材人教必修第一册微专题强化训练3　Na2CO3含量测定的实验探究

这是一份人教版 (2019)必修 第一册全册综合课时作业，共5页。

微专题强化训练(3)


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


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．加热10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化，剩余固体的质量为8.45 g，则混合物中碳酸钠的质量分数为( )


A．42% B．58%


C．36%D．64%


B [由NaHCO3受热分解的化学方程式可知：


2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋CO2＋H2O 质量减轻


168 62


m(NaHCO3) (10.0－8.45) g


则eq \f(168,62)＝eq \f(mNaHCO3,10.0－8.45g)，解得m(NaHCO3)＝4.2 g。


则Na2CO3的质量分数＝eq \f(10.0－4.2 g,10.0 g)×100%＝58%。]


3．某校课外小组为测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数，甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验。


方案Ⅰ：甲组同学用质量法，按如图所示的实验流程进行实验：


eq \x(称量样品)―→eq \x(加入适量盐酸)―→eq \x(蒸发结晶)―→eq \x(称量固体)


(1)实验时，蒸发结晶操作中，除酒精灯外，还要用到的仪器是__________________。


(2)有同学认为“加入适量盐酸”不好操控，应改为“加入过量盐酸”，便于操作且不影响测定结果的准确性，该观点________(填“正确”或“错误”)，原因是_____________________。


(3)若实验中测得样品质量为46.4 g，固体质量为40.95 g，则Na2CO3的质量分数为________。(保留3位有效数字)


(4)蒸发结晶过程中若有固体飞溅，测得Na2CO3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。


方案Ⅱ：乙组同学按如图所示装置进行实验，主要实验流程如图所示：








(5)在C装置中装入碱石灰来吸收净化后的气体，D装置的作用是______________。


(6)有的同学认为为了减少实验误差，应在反应前后都通入N2，反应后通入N2的目的是_____________________________。


[解析] (1)蒸发结晶操作中用到的仪器为酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台。(2)改为“加入过量盐酸”正确，因为盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发出来，不影响测定结果。(3)设Na2CO3的质量为x g，NaHCO3的质量为y g，则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝46.4,\f(x,106)×2×58.5＋\f(y,84)×58.5＝40.95，))


解得x＝21.2，y＝25.2；Na2CO3的质量分数为eq \f(21.2 g,46.4 g)×100%≈45.7%。(4)由于Na2CO3中钠的质量分数大于NaHCO3中钠的质量分数，所以蒸发结晶过程中若有固体飞溅，测得Na2CO3的质量分数偏小。(5)方案Ⅱ是根据CO2的质量计算Na2CO3的质量分数，D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和CO2，以确保C装置质量增加量的准确性。(6)反应后通入N2的目的是将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置中，以减小实验误差。


[答案] (1)蒸发皿、玻璃棒、铁架台


(2)正确 盐酸易挥发，过量的盐酸在加热过程中挥发出来，不影响测定结果


(3)45.7% (4)偏小


(5)吸收空气中的水蒸气和CO2，以确保C装置质量增加量的准确性


(6)将A、B装置中残留的CO2全部赶入C装置的碱石灰中，以减小实验误差


4．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。





(1)实验步骤：


①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是__________________________________________________________________________________________________________。


②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。


③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是_____________________________________________________。


④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。


⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。


(2)关于该实验方案，请回答下列问题。


①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是__________________________________________________________________________________________________________。


②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰，其作用是__________________，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。


③若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为________(用含w、m1、m2的代数式表示)。


[解析] (1)①组装好实验装置后首先应检查装置气密性。③由于装置中存在CO2和水蒸气，应先除去装置中的CO2和水蒸气。④由物质的性质可知，在加热时该装置中发生的反应为2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Na2CO3·10H2Oeq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋10H2O↑。


(2)①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中，必须鼓入空气使其完全被吸收，若不鼓入空气，则测得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的质量分数偏小，NaCl的质量分数偏大。②装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D，如果没有该装置，会使测得的NaHCO3的质量偏大。③由题目信息知，反应放出的CO2的质量为m2 g，根据反应的化学方程式2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，可计算出该反应中产生的水的质量为eq \f(18m2,44) g，从而计算出Na2CO3·10H2O分解产生水的质量为(m1－eq \f(18m2,44)) g，再根据Na2CO3·10H2Oeq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋10H2O↑，计算出Na2CO3·10H2O的质量，最后计算出混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数。


[答案] (1)①检查装置气密性 ③除去装置中的水蒸气和二氧化碳


④2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，


Na2CO3·10H2Oeq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋10H2O↑


(2)①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大


②防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大 ③eq \f(286m1－\f(18m2,44),180w)×100%