2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第1章認識化學(xué)科學(xué)第1節(jié)素養(yǎng)提升1測定純堿純度的實驗探究學(xué)案魯科版

PAGE4-素養(yǎng)提升1測定純堿純度的試驗探究測定純堿純度的常用方法1．氣體法(1)測定原理：Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進而確定純堿中Na2CO3的含量。(2)試驗操作：向mg純堿樣品中加入足量的稀硫酸，精確測量產(chǎn)生CO2氣體的體積為VmL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(3)數(shù)據(jù)處理純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為eq\f(V,22400)mol×106g·mol－1＝eq\f(106V,22400)g，則純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(\f(106V,22400)g,mg)×100%＝eq\f(53V,112m)%。2．沉淀法(1)測定原理：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl。依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量，確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進而確定純堿中Na2CO3的含量。(2)試驗操作：先將mg純堿樣品溶于水配成溶液，向溶液中加入過量的BaCl2溶液，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得BaCO3沉淀的質(zhì)量為ng。(3)數(shù)據(jù)處理純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為eq\f(ng,197g·mol－1)×106g·mol－1＝eq\f(106n,197)g，則純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(\f(106n,197)g,mg)×100%＝eq\f(106n,197m)×100%。1．為精確測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)(含少量NaCl)，精確稱量Wg樣品進行試驗，下列試驗方法所對應(yīng)的試驗方案和測量數(shù)據(jù)合理的是()選項試驗方法試驗方案測量數(shù)據(jù)A滴定法將樣品配成100mL溶液，取10mL，加入酚酞，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定消耗鹽酸的體積B量氣法將樣品與鹽酸反應(yīng)，生成的氣體全部被堿石灰汲取堿石灰增加的質(zhì)量C重量法將樣品放入燒瓶中，置于電子天平上，加入足量鹽酸削減的質(zhì)量D量氣法將樣品與鹽酸反應(yīng)，氣體通過排水量氣裝置量氣排出水的體積A解析：用酚酞做指示劑時，Na2CO3與鹽酸發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，依據(jù)消耗鹽酸的量可以計算出樣品中Na2CO3的量，進而確定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)，A項正確；測量堿石灰增重的方法是重量法而不是量氣法，B項錯誤；樣品中加入足量鹽酸，因鹽酸的質(zhì)量未知，無法通過重量法測量Na2CO3的質(zhì)量，C項錯誤；因部分CO2能溶解到水里，與水反應(yīng)生成H2CO3，故排出水的體積并不是CO2的體積，D項錯誤。2．(2024·安陽模擬)為了測定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各組分的含量，某同學(xué)設(shè)計如下試驗：取肯定質(zhì)量的混合物，通過測量反應(yīng)前后②和③裝置質(zhì)量的改變，測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。下列說法中錯誤的是()A．①②③中可以依次盛裝堿石灰、無水CaCl2、堿石灰B．硬質(zhì)玻璃管加熱前，應(yīng)關(guān)閉b，打開a，緩緩?fù)ㄈ肟諝猓敝羇處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止C．若將①裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則測得的NaCl含量偏大D．試驗過程中始終通入空氣，停止加熱后再停止通入空氣C解析：依據(jù)試驗?zāi)康暮脱b置的連接依次可知：裝置①用于汲取空氣中的CO2和水蒸氣，可以運用堿石灰；裝置②汲取Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸氣，可以運用無水CaCl2；裝置③汲取碳酸氫鈉分解生成的CO2，運用堿石灰，A項正確。試驗前必需將裝置中的水蒸氣和CO2趕凈，避開影響測定結(jié)果，硬質(zhì)玻璃管加熱前，應(yīng)關(guān)閉b，打開a，緩緩?fù)ㄈ肟諝?，直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止，B項正確。若將①裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則會增加水的質(zhì)量，使測得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低，C項錯誤。試驗過程中始終通入空氣，停止加熱后接著通入空氣，使存留在裝置中的CO2和水蒸氣完全被汲取，D項正確。3．小蘇打長期放置在空氣中會變質(zhì)(部分轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3)，某探討小組欲測定某小蘇打樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計如下試驗方案：Ⅰ.加熱分解法利用圖1裝置，充分加熱小蘇打樣品。(1)儀器a的名稱為________。(2)在試驗過程中，須要測量的試驗數(shù)據(jù)如下：①儀器a的質(zhì)量；②____________________________________________________；③____________________________________________________。Ⅱ.測量氣體體積法利用圖2裝置，測定反應(yīng)生成氣體的體積。(3)組裝好儀器后，首先進行的操作為_____________________。(4)導(dǎo)管g的作用為_________________________。(5)為了減小試驗誤差，B、C中最好用________溶液代替水。(6)待反應(yīng)結(jié)束，氣體冷卻至室溫后，利用圖示裝置讀取氣體體積時，應(yīng)留意的事項如下：①____________________________________________________。②____________________________________________________。(7)若所取樣品的質(zhì)量為mg，反應(yīng)前量氣管C的讀數(shù)為V1mL，反應(yīng)結(jié)束后量氣管C的讀數(shù)為V2mL，則樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之和為________(氣體體積均已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。解析：(7)依據(jù)碳原子守恒，1mol碳原子對應(yīng)1mol二氧化碳，二氧化碳的物質(zhì)的量為eq\f(V1－V2,22400)mol，所以樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之和為eq\f(V1－V2,22400)mol。答案：(1)坩堝(2)②加熱前，儀器a和樣品的總質(zhì)量③加熱冷卻后，儀器a和殘留物的總質(zhì)量(3)檢查裝置的氣密性(4)平衡分液漏斗與錐形瓶內(nèi)的氣壓，使液體順當(dāng)流下(5)飽和NaHCO3(6)①讀數(shù)時應(yīng)上下移動C管，使B、C兩管液面相平②視線與液面最低處相平(7)eq\f(V1－V2,22400)mol4．(2024·周口模擬)四個化學(xué)小組的同學(xué)測定某Na2CO3固體樣品(僅含NaCl雜質(zhì))的純度，他們提出了各自的氣體分析法。(1)第一小組用圖1所示裝置，儀器A的名稱為________，將m1g混合物與足量稀硫酸反應(yīng)后，測定產(chǎn)生的CO2氣體的體積。試驗起先時需檢查該裝置的氣密性，詳細的操作方法是__________________________。(2)其次小組用圖2所示裝置測定CO2的質(zhì)量。該裝置存在的明顯缺陷是________________________________________(填一處)。(3)第三小組在其次小組裝置的基礎(chǔ)上，解決了其次小組裝置的問題。所用到的裝置如圖3所示，則裝置的連接依次為a→______________________(填接口字母，圖中儀器可重復(fù)運用)。試驗中取樣品m1g，稱得干燥管的質(zhì)量為m2g，樣品與足量稀硫酸反應(yīng)后稱得干燥管的質(zhì)量為m3g，則Na2CO3的純度表達式為_________________________________________________________。(4)第四小組設(shè)計用沉淀法來測定。方法是滴加沉淀劑使碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，然后過濾、洗滌、干燥后稱量沉淀質(zhì)量。經(jīng)探討認為應(yīng)用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水做沉淀劑，其緣由是________(填字母)。a．Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜b．Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的，可以增大Ba(OH)2的濃度，無須加入過大體積的沉淀劑c．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯小于BaCO3d．汲取等量的CO2生成BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3，測量誤差小解析：(3)樣品m1g，稱得干燥管質(zhì)量為m2g，與足量稀硫酸反應(yīng)后稱得干燥管質(zhì)量為m3g，干燥管增加的質(zhì)量等于生成的CO2的質(zhì)量，為(m3－m2)g，依據(jù)碳元素守恒計算，碳酸鈉的純度為eq\f(\f(106×m3－m2,44),m1)×100%＝eq\f(106m3－m2,44m1)×100%。(4)Ca(OH)2比Ba(OH)2便宜，a項錯誤；相同條件下，CaCO3、BaCO3的溶解度相差不大，c項錯誤。答