工業(yè)純堿中碳酸鈉含量的測定

1、工業(yè)純堿中碳酸鈉含量的測定學(xué)案實驗方案的設(shè)計與評價 【學(xué)習目標】 ：1、知道碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，會根據(jù)化學(xué)方程式分析數(shù)據(jù)。（知）2、了解定性分析到定量分析物質(zhì)的思維方法。（智）3、了解實驗方案設(shè)計的一般過程。 （智） 3、使學(xué)生樹立起愛護環(huán)境的意識。 （情）4、培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實、不畏艱難的科學(xué)態(tài)度。（情）【學(xué)習過程】活動一：瞻仰民族英雄聯(lián)合制減法（又稱侯氏制堿法）是我國化工專家侯德榜（18901974 ）于 1943 年創(chuàng)立的。 他將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯(lián)合起來，同時生產(chǎn)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品。 原料是食鹽、氨和二氧化碳。 聯(lián)合制減法與氨堿法比較， 其最大的優(yōu)點是使食鹽的利用率提高到 96%

2、以上，使用同量的食鹽比氨堿法生產(chǎn)更多的純堿。問題一：根據(jù)生產(chǎn)工藝，工業(yè)純堿是純的Na2CO3 嗎？問題二：依據(jù)什么公式來計算工業(yè)純堿中Na2CO3 的含量呢？活動二：初探純堿性質(zhì)【活動與探究 1】至少選用三類不同物質(zhì)的溶液 來探究純堿樣品中碳酸鈉的性質(zhì)，藥品（稀 鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈣溶液、氫氧化鋇溶液、氯化鈣溶液、氯化鋇溶液）和儀器（試管若 干、燒杯）。寫出化學(xué)方程式性質(zhì)一：性質(zhì)二：性質(zhì)三：活動三：再測純堿含量方案一：氣體分析法目的原理：選擇試劑：選擇儀器：設(shè)計裝置：【活動與探究2】就分析出的缺陷， 選擇使用 信封中的卡紙片對實驗裝置進行改進。貼圖區(qū)實驗步驟：【交流與討論】在括號內(nèi)填上正確的

3、順序序號。（）打開彈簧夾，再次在左端通入空氣）連接好裝置，檢查氣密性 ，裝藥品（純堿樣品12g）（）關(guān)閉彈簧夾，慢慢滴加稀硫酸至過量，直至A中無氣泡冒出（）再次稱量C的質(zhì)量m2。（）打開彈簧夾，在左端緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣）稱量C的質(zhì)量ml數(shù)據(jù)處理：若 m （C02） = m=m2-m仁4.4g，請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)算出工業(yè)純堿中碳酸鈉 的質(zhì)量分數(shù)？得出結(jié)論：方案二：沉淀分析法先稱取一定量的樣品， 溶解后可以加入足量的、溶液，然后 （填一操作名稱），將得到的沉淀洗滌干燥并稱量，最后根據(jù)沉淀的質(zhì)量求出Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。問題一：從反應(yīng)效果和保護環(huán)境角度分析，選擇哪種試劑最合適？為什么？并寫出所選試劑

4、與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式問題二：為什么所加試劑必須足量？問題三：若過濾得到的濾渣不經(jīng)洗滌直接干燥，會有怎么的誤差？怎么驗證已經(jīng)洗滌干凈了？活動四：評價實驗方案問題一：你覺得以上兩種方案，哪種更有優(yōu)勢？為什么？問題二：侯德榜的貢獻不僅在于是“聯(lián)合制減法”的創(chuàng)始人，還在于他改進了生產(chǎn)化 肥一一碳酸氫銨的工藝。你會設(shè)計實驗方案測定化肥中碳酸氫銨的含量嗎？【課堂反饋】1. 某品牌純堿中含有少量氯化鈉。某化學(xué)探究小組為了測定該純堿的純度(即碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù))，組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計了如下實驗：【設(shè)計實驗方案】實驗裝置(如圖 2所示，固定裝置略去)：1鼓入空氣幵關(guān)K分漁溫斗需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實驗

5、前后 c裝置(包含氫氧化鈉固體)的質(zhì)量。(1) A裝置中反應(yīng)化學(xué)方程式是 。 為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，其操作是。(2) B裝置的作用是； C裝置的化學(xué)方程式是是 ；(3) 補充D裝置 (簡要敘述或畫岀裝置示意圖)?！窘涣髋c表達】(4) 有同學(xué)認為圖2所示實驗裝置會造成測得純堿的純度偏低，原因是 。(5) 為了克服圖2裝置的不足，有同學(xué)提岀，還應(yīng)增加圖 1裝置與A裝置連接(A裝置中原雙孔橡膠塞換成 三孔橡膠塞)，在反應(yīng)前、后用圖 1裝置分兩次緩緩鼓入空氣。 反應(yīng)前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖 1裝置鼓入空氣的作用是 。 反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣的作用是 。 在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生

6、時，開關(guān)K處于關(guān)閉狀態(tài)，其原因是 ?！緮?shù)據(jù)處理】(6) 稱得純堿樣品的質(zhì)量為 10.8g，實驗前、后C裝置的總質(zhì)量分別為 75.2g和79.6g，純堿的純度為_% (計 算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)?！痉此寂c評價】(7) 能否用稀鹽酸代替稀硫酸？同學(xué)們經(jīng)過討論認為不能，理由是是。(8 )改進后的實驗裝置能減少測定的誤差，原因是反應(yīng)生成的C02盡可能被裝置 C吸收；。2. 課外化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用某化工廠的廢堿液（主要成分為Na2CO3、還含有少量NaCI，其它雜質(zhì)不計）和石灰乳（氫氧化鈣的懸濁液）為原料制備燒堿，并對所得的燒堿粗產(chǎn)品的成分進行分析和測定?！敬之a(chǎn)品制備】（1）將廢堿液加熱蒸發(fā)濃縮，

7、 形成較濃的溶液，冷卻后與石灰乳混合， 反應(yīng)的化學(xué)方程式為（2） 將反應(yīng)后的混合物過濾，得到的濾液進行蒸發(fā)結(jié)晶，制得NaOH粗產(chǎn)品?！敬之a(chǎn)品成分分析】（1） 取適量粗產(chǎn)品溶于水，加入 Ba（NO3）2溶液出現(xiàn)白色渾濁，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該粗產(chǎn)品中一定不含有，理由是。（2）該小組同學(xué)通過對粗產(chǎn)品成分的實驗分析，確定該粗產(chǎn)品中含有三種物質(zhì)?！敬之a(chǎn)品含量測定】Na2CO3含量的測定：（1）該興趣小組的同學(xué)設(shè)計了下圖所示的實驗裝置。取20.0g粗產(chǎn)品，進行實驗。NQH濬鍛20. Og粗產(chǎn)品 詫和BDEF【說明】堿石灰是 CaO與NaOH的固體混合物。E裝置中的飽和NaHCO3溶液是為了除去二氧化

8、碳氣體中的氯化氫，發(fā)生的反應(yīng)為：NaHCO3+ HCI = NaCI + CO 2 T + HO。（2 ）操作步驟 連接好裝置，檢查氣密性； 打開彈簧夾C,在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣； 稱量G的質(zhì)量； 關(guān)閉彈簧夾C,慢慢滴加濃鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒岀； 打開彈簧夾C,再次緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣； 再次稱量G的質(zhì)量，得前后兩次質(zhì)量差為 4.8g。（3 ）問題探究 F中的試劑應(yīng)為。 B裝置的作用是，H裝置的作用是。 若沒有H裝置，則測定的Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)會 （填 偏大” 偏小” 不變”）。事實上20.0 g粗產(chǎn)品只能產(chǎn)生4.4 g CO2。請你仔細分析上述實驗，解釋實驗值4.8g比正確值4.4 g偏大的原因（假設(shè)操作均正確）。（4 ）數(shù)據(jù)計算根據(jù)正確值4.4 g可求得