Question

碳酸鈉，化學(xué)式Na₂CO₃，俗稱純堿．“純堿中常常會混有少量的氯化鈉”．某研究性學(xué)習小組以一包純堿（若有雜質(zhì)，只考慮為氯化鈉）為研究對象，探究該純堿樣品中碳酸鈉的含量．請你參與他們的活動．
【小組討論】
觀點Ⅰ：純堿樣品中只含有碳酸鈉
觀點Ⅱ：純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物
【實驗設(shè)計】
甲方案
Ⅰ設(shè)計思路：根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
Ⅱ操作步驟：稱取13.25g純堿樣品，加入過量的澄清石灰水，充分攪拌．過濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀10.00g
Ⅲ數(shù)據(jù)處理：請根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，計算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
計算過程：
Ⅳ實驗結(jié)論：

 

．
乙方案
Ⅰ設(shè)計思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
Ⅱ?qū)嶒灲Y(jié)論：
（1）當a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

 

（填寫含a、b字母的表達式，下同）時，純堿樣品中只含有碳酸鈉，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是100%．
（2）當a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

 

時，純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是

 

．
【實驗評價】
誤差分析：（1）甲方案中，白色沉淀的質(zhì)量在過濾、干燥等操作過程中會有所損耗，造成計算結(jié)果與實際值相比偏小．
（2）乙方案中，有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出，造成計算結(jié)果與實際值相比

 

（填寫“偏大”、“偏小”或“不變”）．
【交流反思】
（1）實驗過程中，需用玻璃棒不斷攪拌，該操作的目的是

 

．
（2）甲方案實驗操作中，對沉淀洗滌的目的是：

 

．
（3）乙方案中，需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸．現(xiàn)有一瓶98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³），配制乙方案中實驗所用稀硫酸，至少需要濃硫酸的體積是

 

mL（填寫含字母的表達式）．濃硫酸稀釋的正確操作是

 

．

Answer 1

分析：信息給予題構(gòu)思新穎，思維富有靈活性和創(chuàng)造性，能較好地反映出同學(xué)們對信息的提取、分析、加工以及對知識的遷移能力．選材多來源于生活實際、社會熱點、科技新發(fā)明等．
本題的甲方案：根據(jù)Ⅰ設(shè)計思路：根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．Ⅱ操作步驟：稱取13.25g純堿樣品，加入過量的澄清石灰水，充分攪拌．過濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀10.00g；Ⅲ數(shù)據(jù)處理：請根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，計算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．則根據(jù)化學(xué)方程式可求碳酸鈉的質(zhì)量，則可求純堿樣品中的碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
本題的乙方案，Ⅰ設(shè)計思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：【實驗設(shè)計】解：設(shè)純堿樣品中含Na₂CO₃的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
x               10.00g

106

x

=

100

10.00g

   x=10.6g 
純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為

10.6g

13.25g

×100%=80%
而乙方案：Ⅰ設(shè)計思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．
Ⅱ?qū)嶒灲Y(jié)論：
（1）當a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

a

b

=

53

22

（或22a=53b；或a=

53

22

b等）（填寫含a、b字母的表達式，下同）時，純堿樣品中只含有碳酸鈉，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是100%．
（2）當a、b的質(zhì)量關(guān)系滿足

a

b

＞

53

22

時，純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是

53b

22a

×100%．
【實驗評價】
誤差分析：（1）甲方案中，白色沉淀的質(zhì)量在過濾、干燥等操作過程中會有所損耗，造成計算結(jié)果與實際值相比偏小．
（2）乙方案中，有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出，造成計算結(jié)果與實際值相比偏小．
【交流反思】
（1）實驗過程中，需用玻璃棒不斷攪拌，該操作的目的是 使反應(yīng)充分進行．
（2）甲方案實驗操作中，對沉淀洗滌的目的是：除去沉淀表面附著的其它物質(zhì)，以免對實驗結(jié)果造成誤差．
（3）乙方案中，需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸．現(xiàn)有一瓶98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³），配制乙方案中實驗所用稀硫酸，至少需要濃硫酸的體積是1.24bmL（填寫含字母的表達式）．濃硫酸稀釋的正確操作是把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌． 
故答為：Ⅳ實驗結(jié)論：純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，且樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是80%．
實驗結(jié)論：（1）

a

b

=

53

22

（或22a=53b；或a=

53

22

b等）；（2）

a

b

＞

53

22

53b

22a

×100%（合理表達即給分）   
【實驗評價】（2）偏小 
【交流反思】（1）使反應(yīng)充分進行
（2）除去沉淀表面附著的其它物質(zhì)，以免對實驗結(jié)果造成誤差．
（3）1.4b，把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌

點評：這類問題往往將計算和實驗有機地結(jié)合起來進行考查．這就要求同學(xué)們對常見物質(zhì)的性質(zhì)掌握牢固，并能熟練地進行基本的化學(xué)計算．這類試題大多是由題干和問題兩部分組成，題干中實際上已給出一系列的提示，要求根據(jù)提出的問題，發(fā)現(xiàn)有用的信息，充分發(fā)揮聯(lián)想，與已有的知識建立聯(lián)系，然后進行類比推導(dǎo)．