大单元二 第四章 热点强化7 Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（人教版 浙江专用）

热点强化7　Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法 方法一　热重法 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，实验方法如下。 (1)加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物的质量减小了0.31 g，写出发生反应的化学方程式：__________________________________________， 则原混合物中碳酸钠的质量分数是________________________________。 (2)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___________________________________________。 答案　(1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　83.2% (2)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% 解析　(1)碳酸氢钠在加热的条件下分解为碳酸钠、二氧化碳、水，设混合物中碳酸氢钠的质量为x g， 　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm 　168 g　　　　　　　　　　　　　　　62 g 　x g　　　　　　　　　　　　　　　　0.31 g ＝，x＝0.84, 原混合物中碳酸钠的质量分数是×100%＝83.2%。 (2)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%。 方法二　沉淀法 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)。 2．某化学小组设计实验方案，测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸氢钠的质量分数。 实验测定方法如下： (1)①称取碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物9.5 g，溶于水中，配成100 mL溶液，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀，应选用的试剂是________(填字母)。 A．稀CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液 ②过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是______________________________。 ③将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为19.7 g。由此可以计算w(NaHCO3)＝_____(结果保留3位有效数字)。 (2)工业生产的纯碱常会含少量NaCl杂质。测定该样品中纯碱的质量分数的实验步骤如下： ①称取样品a g，加水溶解； ②加入足量的BaCl2溶液； ③过滤、________、烘干、冷却、称量、烘干、冷却、________，最终得到固体b g。样品中纯碱的质量分数为__________________(用含a、b的代数式表示)。 答案　(1)①D　②取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加Na2SO4溶液，如无沉淀，则沉淀已洗净，反之则未洗净　③44.2% (2)洗涤　(再)称量　×100% 解析　(1)①Ba(OH)2溶液与两种离子都可以形成沉淀，D正确。②判断沉淀是否洗净的方法是检验最后一次洗涤液中是否含有Ba2＋。③设碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别为a mol、 b mol，则可得106a＋84b＝9.5,197(a＋b)＝19.7，联立解得a＝b＝0.05，所以碳酸氢钠的质量分数为×100%≈44.2%。 (2)加入足量的BaCl2溶液发生反应：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，根据原子守恒，通过称量碳酸钡沉淀的质量，来计算样品中纯碱的质量分数，需洗涤沉淀，除去杂质离子，且将沉淀冷却到室温，再称量所得固体，最终得到BaCO3的质量为b g，根据碳元素守恒，纯碱的质量分数为×100%。 方法三　气体法 一般流程： 3．为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，某同学设计的实验装置示意图如下，请回答： (1)装置E的作用是__________。 (2)实验需要以下步骤： ①称量装置D的质量为304.6 g； ②称取13.7 g样品装入装置B的广口瓶中； ③连接装置，检查装置气密性后加入相应试剂； ④打开弹簧夹，缓缓鼓入一段时间空气； ⑤再次称量装置D的质量为311.2 g； ⑥打开弹簧夹，再次缓缓鼓入一段时间空气； ⑦关闭弹簧夹，滴加稀硫酸使其发生反应，直至不再产生气泡为止； 以上步骤的正确顺序为③→②→________→①→________→________→⑤。 (3)步骤⑥的目的是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根据相关数据，计算样品中碳酸钠的质量分数为___________(结果保留3位有效数字)。 答案　(1)防止空气中的CO2和H2O进入装置D中产生误差 (2)④　⑦　⑥ (3)将反应产生的CO2全部赶入装置D中，减小误差 (4)38.7% 解析　(4)设样品中碳酸钠的物质的量为x mol，碳酸氢钠为y mol，则106x＋84y＝13.7，x＋y＝0.15，解得x＝0.05，y＝0.1，则样品中碳酸钠的质量分数为×100%≈38.7%。 方法四　滴定法 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。 4．侯德榜发明了“联合制碱法”，以氯化钠为原料制备碳酸钠时产品中往往含有少量碳酸氢钠、氯化钠等，产品中NaHCO3含量测定过程如下： ①称取产品2.500 g，用蒸馏水溶解，定容于250 mL容量瓶中； ②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中，加入2滴指示剂M，用0.100 0 mol·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色，且半分钟不恢复红色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1 mL； ③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.100 0 mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点)，又消耗盐酸V2 mL； ④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。 回答下列问题： (1)指示剂M为______________；指示剂N为__________，描述第二滴定终点前后颜色变化：__________。 (2)上述测量步骤③过程中，某时刻，滴入盐酸使溶液显中性，则此时溶液中的溶质为________________________________________________________________________。 (3)产品中NaHCO3的质量分数为__________(结果保留3位有效数字)。 (4)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 答案　(1)酚酞　甲基橙　由黄色变橙色，且半分钟内不变色　(2)NaCl、NaHCO3、H2CO3 (3)3.56%　(4)偏大 解析　(1)第一滴定终点为恰好生成NaHCO3，溶液呈碱性，应选用酚酞作指示剂；第二滴定终点为HCl与碳酸氢钠恰好完全反应，溶液呈酸性，应选用甲基橙作指示剂。 (2)步骤③中，某时刻滴加盐酸使溶液呈中性，因碳酸氢钠与HCl反应生成的CO2溶于水生成H2CO3，使溶液显酸性，溶液呈中性说明其中还有NaHCO3未反应完。 (3)第一次滴定发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，消耗盐酸V1 mL，平均值为22.45 mL，第二次滴定发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，消耗盐酸V2 mL，平均值为23.51 mL，原碳酸钠转化的碳酸氢钠，还要再消耗盐酸的体积为V1 mL，则原溶液中含有的NaHCO3所消耗的盐酸体积为V2 mL－V1 mL＝1.06 mL，产品中NaHCO3的质量分数为×100%＝×100%≈3.56%。 (4)第一次滴定终点时，俯视读数，导致V1偏小，则V2－V1偏大，导致NaHCO3质量分数的计算结果偏大。 学科网（北京）股份有限公司 $