Question

碳酸鈉、碳酸氫鈉是兩種重要的化學試劑．根據要求回答：
Ⅰ．興趣小組設計三種方案，鑒別濃度均為0.01mol?L^-1碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種溶液：

序號	甲	乙	丙
方案	用廣泛pH試紙 檢測溶液pH	滴加等體積0.1mol?L-1 Ba（OH）2溶液	滴加等體積0.1mol?L-1 CaCl2溶液

（1）甲方案中pH較大的是

 

；
（2）結果表明方案乙無法實現鑒別目的，用離子方程式表示方案乙發生的反應：

 

；

 

．
（3）經過查閱資料獲得如下信息：K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9；0.01mol?L^-1 NaHCO₃、Na₂CO₃溶液中
c（CO₃^2-）如表所示：

0.01mol?L-1溶液	NaHCO3	Na2CO3
c（CO32-）/mol?L-1	0.00011	0.0087

丙方案能否實現鑒別目的？

 

；理由是

 

；
Ⅱ．純堿生產過程中，所得產品往往混有一定量的氯化鈉．為檢測純堿的純度，可采用多種方案來進行．
（4）如圖為學生丁設計的方案，試圖通過測定樣品（a g）與足量的稀硫酸反應產生的CO₂質量來實現目的．
①本方案存在缺陷，對純堿純度檢測的影響．
缺陷：

 

；所測純堿的純度將

 

（填“偏大”或“偏小”）．
②方案經改進后，丁進行了實驗，并測得B、C、D三套裝置的質量分別增重了m₁、m₂和m₃．則純堿的純度為

 

．
（5）現只有少量（約1g）純堿樣品、0.100mol?L^-1硫酸和蒸餾水，同學戊擬通過測定一定質量的純堿樣品與硫酸反應時消耗硫酸體積來確定純堿的純度．實驗過程中，需用

 

（填儀器名稱）測量硫酸的體積，而且實驗過程中還需用到的一種試劑是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據碳酸鈉、碳酸氫鈉的水解程度進行判斷；
（2）碳酸根離子、碳酸氫根離子都能夠與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇白色沉淀，據此寫出反應的離子方程式；
（3）根據該條件下兩種溶液中c（Ca²⁺）、c（CO₃^2-）與K_sp的關系進行分析；
（4）①根據反應裝置中都會有殘留的二氧化碳分析；
②根據裝置C中生成的二氧化碳的物質的量計算出碳酸鈉的質量，再計算出碳酸鈉的質量分數；
（5）根據硫酸為酸性溶液選擇滴定管類型；根據酸堿中和滴定要求選擇使用的指示劑．

解答：解：（1）由于碳酸是酸性大于碳酸氫根兩種酸性，同物質的量濃度相同的碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液，碳酸鈉溶液的水解程度大于碳酸氫鈉的，所以碳酸鈉溶液的pH較大，
故答案為：碳酸鈉溶液；
（2）氫氧化鋇溶液與碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液都能夠反應生成白色沉淀，反應的離子方程式為：Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，Ba²⁺+OH^-+HCO₃^-═BaCO₃↓+H₂O，所以方案乙無法實現鑒別目的，
故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓；Ba²⁺+OH^-+HCO₃^-═BaCO₃↓+H₂O；
（3）由于該條件下兩種溶液中c（Ca²⁺）、c（CO₃^2-）均大于K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9，都能夠產生沉淀，所以不能用氯化鈣溶液檢驗碳酸鈉和碳酸氫鈉，
故答案為：不能；該條件下兩種溶液中c（Ca²⁺）、c（CO₃^2-）均大于K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9，都產生沉淀；
（4）①圖中各裝置內都會有殘留的二氧化碳，反應生成的二氧化碳沒有被C堿石灰充分吸收，導致測定的二氧化碳質量偏小，純堿質量分數偏小，
故答案為：反應產生的二氧化碳沒有被充分吸收；偏小；
②碳酸鈉生成的二氧化碳的質量為裝置C增重的質量，即為m₂g，二氧化碳的物質的量為：

m2

44

mol，純堿的質量分數為：

m2 44 ×106

a

=

53m2

22a

，
故答案為：

53m2

22a

；
（5）硫酸為酸性溶液，應該使用酸式滴定管盛裝；滴定過程需要使用指示劑，可以選用甲基橙或者酚酞，
故答案為：酸式滴定管；甲基橙或酚酞．

點評：本題考查了碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質、測量碳酸鈉的質量分數等知識，題目難度中等，注意掌握碳酸氫鈉與碳酸鈉的化學性質，明確探究碳酸鈉質量分數的方法，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．