内容正文:
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一轮 · 化学
微专题6 碳酸钠、碳酸氢钠纯度测定
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测定碳酸钠质量分数的常用方法
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。
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(2)实验操作:向m g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V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为eq \f(V,22 400) mol×106 g·mol-1=eq \f(106 V,22 400) g,则纯碱样品中Na2 CO3的质量分数为eq \f(\f(106 V,22 400) g,m g)×100%=eq \f(53V,112 m)%。
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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m g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n g。
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(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为eq \f(n g,197 g·mol-1)×106 g·mol-1=eq \f(106 n,197) g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(106n,197) g÷m g×100%=eq \f(106n,197m)×100%。
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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
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解析: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。
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2.化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。请你参与并完成对有关问题的解答:
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(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的______(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应,仪器b的名称是________,
洗气瓶c中盛装的是浓硫酸,此浓硫酸的作用是____________________。
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(2)乙同学用图2所示装置,取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验,完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前,检查该装置气密性的方法是先打开活塞a,由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱,再将针筒活塞向内推压,若b下端玻璃管中的________________,则装置气密性良好。
②在实验完成时,能直接测得的数据是CO2的________(填“体积”或“质量”)。
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(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验:
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①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤;操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。
②丙同学测得样品中Na2CO3质量分数的计算式为________。
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解析:(1)NaCl不与稀硫酸反应,Na2CO3与稀硫酸反应。仪器b的名称是分液漏斗。浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气或干燥CO2气体。
(2)①将针筒活塞向内推压,增大了容器中的压强,故若b下端玻璃管中的液面上升,则装置气密性良好。②CO2是气体,故能直接测得的数据是CO2的体积。
(3)①生成沉淀,故操作Ⅰ需涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重。②经过计算,样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(106y,197x)×100%。
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答案:(1)Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸气
(2)①液面上升 ②体积
(3)①过滤 称量 ②eq \f(106y,197x)×100%
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3.实