Question

【題目】化學興趣小組設定以下實驗方案，測定某已變質為碳酸鈉的小蘇打樣品中NaHCO3的質量分數。

方案一：稱取一定質量樣品,置于坩堝中加熱至恒重,冷卻,稱量剩余固體質量,計算。

（1）坩堝中發生反應的化學方程式為:__________________；

（2）實驗中需加熱至恒重的目的是：_________________________；

方案二：稱取一定質量樣品，置于小燒杯中，加適量水溶解;向小燒杯中加入足量Ba(OH)2溶液，過濾，洗滌，干燥沉淀，稱量固體質量，計算。

（1）過濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為_________________；

（2）實驗中判斷沉淀是否完全的方法是_______________________________。

方案三：按如圖裝置進行實驗：

（1）B裝置內所盛試劑是__________ 分液漏斗中____________（填“能”或“不能”）用鹽酸代替稀硫酸進行實驗。

（2）實驗前稱取17.9g樣品，實驗后測得C裝置增重8.8g，則樣品中NaHCO3的質量分數為____________________。

（3）根據此實驗測得的數據，測定結果有誤差，因為實驗裝置還存在一個明顯缺陷是__________________________________。

Answer 1

【答案】2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑保證NaHCO3分解完全玻璃棒取少量上層清液于試管中，滴加一滴Ba(OH)2溶液，觀察是否有白色沉淀生成濃硫酸不能70.4%（70%）缺少一套將A、B裝置內的CO2氣體驅趕到C裝置中的裝置

【解析】

[方案一]碳酸氫鈉不穩定，受熱易分解，根據加熱前后固體質量變化，根據差量法求碳酸氫鈉的質量，進而求得碳酸鈉的質量分數。
(1)碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
(2)加熱恒重保證碳酸氫鈉完全分解；
[方案二]碳酸鈉和碳酸氫鈉都和氫氧化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，根據生成沉淀的質量來計算碳酸鈉的質量分數。
(1)根據過濾操作考慮所需儀器；
(2)可取上層清液，繼續加沉淀劑，看是否生成沉淀；
[方案三]

（1）由測定含量的實驗可以知道，A中發生Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑、2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑，B中為濃硫酸吸收水，干燥二氧化碳，利用C裝置吸收二氧化碳；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發，這樣制得二氧化碳氣體中含氯化氫，濃硫酸不能吸收氯化氫，則氯化氫被堿石灰吸收，導致測到二氧化碳質量偏高，
(2)結合反應定量關系和元素守恒計算得到物質的質量，來計算物質含量；
(3)二氧化碳氣體不能全部進入C裝置被吸收，需要添加一個裝置二氧化碳氣體趕入裝置C的裝置。

[方案一](1)碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應方程式為：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，
因此，本題正確答案是：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；
(2)實驗原理是根據加熱前后固體質量變化來計算碳酸氫鈉，故應保證碳酸氫鈉完全分解，加熱恒重則碳酸氫鈉完全分解，
因此，本題正確答案是：保證NaHCO3分解完全；
[方案二](1)過濾時需用玻璃棒引流，

因此，本題正確答案是：玻璃棒；
(2)可取上層清液,繼續加沉淀劑，看是否生成沉淀，具體操作為：取上層清液少許于試管中，加入氫氧化鋇溶液，若無沉淀生成，則沉淀完全，
因此，本題正確答案是：取少量上層清液于試管中，滴加一滴Ba(OH)2溶液，觀察是否有白色沉淀生成；

[方案三]

(1)B中為濃硫酸吸收水，干燥二氧化碳；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發，這樣制得二氧化碳氣體中含氯化氫，濃硫酸不能吸收氯化氫，則氯化氫被堿石灰吸收，導致測到二氧化碳質量偏高，等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產生二氧化碳多，則會導致碳酸氫鈉偏多，碳酸鈉偏小，
因此，本題正確答案是：濃硫酸；不能；
(2)設Na2CO3和NaHCO3的物質的量分別為x、y，則
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
1 1
x x
2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑
2 2
y y
106x+84y=17.90
44x+44y=8.80
聯立方程組，解得x=0.05mol,y=0.15mol
則樣品中NaHCO3的質量分數為×100%=70.4%，
因此，本題正確答案是：70.4%；
(3)實驗裝置還存在一個明顯缺陷為裝置中的二氧化碳不能被C全部吸收，則需設計一個裝置將A、B中的CO2全部吹入C中吸收，
因此，本題正確答案是：缺少一套將A、B裝置內的CO2氣體驅趕到C裝置中的裝置。