内容正文:
[对应学生用书P54]
方法一 热重法
测定原理:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,利用固体减少的质量可求得Na2CO3、 NaHCO3混合物中的 NaHCO3的质量分数。
方法二 沉淀法
测定原理:利用化学反应把CO及HCO完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中w(Na2CO3)、w(NaHCO3)。
方法三 气体法
一般流程:
方法四 滴定法
测定原理:根据碳酸的Ka1、Ka2差别较大,选用合适的指示剂确定的滴定终点为HCO或H2CO3,根据消耗标准盐酸的体积,计算Na2CO3、NaHCO3、甚至NaOH的物质的量。
1.某实验小组用热重法测定碳酸钠与碳酸氢钠混合物的组成,某同学设计的实验装置示意图如下:
X为氮气,其作用是________________________,若装置C中碱石灰增重m1 g,则混合样品中碳酸钠的质量分数为________________。
解析 若装置C中碱石灰增重m1 g,即生成的CO2为m1 g,设碳酸氢钠的质量为x g,则由
2NaHCO3~CO2
168 44
x g m1 g
得x==,则混合样品中碳酸钠的质量分数为×100%=×100%。
答案 将样品分解产生的气体全部带出,使其被B、C装置完全吸收 ×100%
2.(2024·松江模拟)某碳酸氢钠样品中含有碳酸钠,为测定碳酸氢钠的质量分数,设计若干实验方案。
方案一:按如图装置进行实验。
(1) 实验时分液漏斗中应该装______ (填“盐酸”或“硫酸”),D装置的作用是__________________________。
(2)实验中除称量样品质量外,还需称______装置前后质量的变化。根据此实验得到的数据,测定结果明显偏低,因为实验装置还存在一个明显缺陷, 该缺陷是__________________。
方案二:用如下流程测碳酸氢钠的质量分数。
完成下列填空:
(3)过滤操作中,除了烧杯和漏斗外还用到的玻璃仪器有______。实验中判定沉淀是否完全的方法是______________________________________。
(4)已知样品8.620 g,最终所得的沉淀质量为19.700 g,则样品中碳酸氢钠的质量分数为__________________。
解析 (1)盐酸具有挥发性,选择硫酸更合理。装置C要吸收生成的CO2,D装置要防止空气中的CO2和水蒸气进入C装置中;
(2)除了样品的质量,还需要知道生成CO2的质量,需要知道C装置的质量。实验应尽量保证生成的CO2被C装置完全吸收,但是此实验中CO2会有部分留在装置中,并不能被完全吸收;
(3)过滤时需要烧杯、漏斗还需要玻璃棒。判断沉淀是否完全,取反应后的上层清液,再滴加Ba(OH)2溶液少许,看是否有沉淀生成。
答案 (1)硫酸 防止空气中的水蒸气、CO2进入C管被吸收 (2)C A、B中的CO2很难被C装置完全吸收 (3)玻璃棒 在反应后烧杯的上层清液中,再滴加Ba(OH)2溶液少许,如无白色沉淀生成沉淀完全 (4)0.877
[对应学生用书P55]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2023·北京卷)热的纯碱溶液去除油脂与水解反应无关。( )
(2)(2023·北京卷)NaHCO3溶液显碱性的原因是HCO的水解程度大于HCO的电离程度。( )
(3)(2023·北京卷)用饱和Na2CO3溶液除去CO2中混有的少量HCl。( )
(4)(2023·全国乙卷)用加热分解Na2CO3固体的方法制备CO2。( )
(5)(2023·辽宁卷)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3。( )
(6)(2023·广东卷)1 mol NaHCO3完全反应,得到CO2分子数目为2NA。( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.(2021·河北卷节选)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)B中使用雾化装置的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为________________、________________、洗涤、干燥。
解析 (1)根据分析可知,要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,所以按气流方向正确的连接顺序应为:aefbcgh。
(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率。(3)根据分析可知,生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3·H2O+NaCl+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓。
(4)根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采用的操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
答案 (1)aefbcgh (2)使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案) (3)NH3·H2O+NaCl+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓ (4)冷却结晶 过滤
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