2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版）大單元2 第4章　熱點(diǎn)強(qiáng)化7　Na2CO3、NaHCO3含量測定的思維方法

熱點(diǎn)強(qiáng)化7Na2CO3、NaHCO3含量測定的思維方法方法一熱重法1．某實(shí)驗(yàn)小組用熱重法測定碳酸鈉與碳酸氫鈉混合物的組成，實(shí)驗(yàn)方法如下。(1)加熱5.00g碳酸鈉和碳酸氫鈉的固體混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物的質(zhì)量減小了0.31g，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________，則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________________________________________________。(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下：X為氮?dú)?，其作用是__________________________________，若裝置C中堿石灰增重m1g，則混合樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________。答案(1)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O83.2%(2)將樣品分解產(chǎn)生的氣體全部帶出，使其被B、C裝置完全吸收eq\f(11m－42m1,11m)×100%解析(1)碳酸氫鈉在加熱的條件下分解為碳酸鈉、二氧化碳、水，設(shè)混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量為xg，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g62gxg0.31geq\f(168,x)＝eq\f(62,0.31)，x＝0.84,原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是eq\f(5.00－0.84g,5.00g)×100%＝83.2%。(2)若裝置C中堿石灰增重m1g，即生成的CO2為m1g，設(shè)碳酸氫鈉的質(zhì)量為xg，則由2NaHCO3～CO216844xgm1g得x＝eq\f(168m1,44)＝eq\f(42m1,11)，則混合樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(m－\f(42m1,11),m)×100%＝eq\f(11m－42m1,11m)×100%。方法二沉淀法利用化學(xué)反應(yīng)把COeq\o\al(2－,3)及HCOeq\o\al(－,3)完全轉(zhuǎn)化為沉淀，稱量干燥沉淀的質(zhì)量，由此計(jì)算混合物中w(Na2CO3)、w(NaHCO3)。2．某化學(xué)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)測定方法如下：(1)①稱取碳酸鈉和碳酸氫鈉的固體混合物9.5g，溶于水中，配成100mL溶液，滴加足量沉淀劑，把溶液中HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)完全轉(zhuǎn)化為沉淀，應(yīng)選用的試劑是________(填字母)。A．稀CaCl2溶液 B．MgSO4溶液C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液②過濾，洗滌沉淀，判斷沉淀是否洗凈的方法是_________________________________。③將沉淀洗滌，并充分干燥，稱量沉淀的質(zhì)量為19.7g。由此可以計(jì)算w(NaHCO3)＝____________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(2)工業(yè)生產(chǎn)的純堿常會含少量NaCl雜質(zhì)。測定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①稱取樣品ag，加水溶解；②加入足量的BaCl2溶液；③過濾、________、烘干、冷卻、稱量、烘干、冷卻、________，最終得到固體bg。樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。答案(1)①D②取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加Na2SO4溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則未洗凈③44.2%(2)洗滌(再)稱量eq\f(106b,197a)×100%解析(1)①Ba(OH)2溶液與兩種離子都可以形成沉淀，D正確。②判斷沉淀是否洗凈的方法l，則可得106a＋84b＝9.5,197(a＋b)＝19.7，聯(lián)立解得a＝b＝0.05，所以碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(84g·mol－1×0.05mol,9.5g)×100%≈44.2%。(2)加入足量的BaCl2溶液發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl，根據(jù)原子守恒，通過稱量碳酸鋇沉淀的質(zhì)量，來計(jì)算樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需洗滌沉淀，除去雜質(zhì)離子，且將沉淀冷卻到室溫，再稱量所得固體，最終得到BaCO3的質(zhì)量為bg，根據(jù)碳元素守恒，純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(106b,197a)×100%。方法三氣體法一般流程：3．為測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下，請回答：(1)裝置E的作用是__________。(2)實(shí)驗(yàn)需要以下步驟：①稱量裝置D的質(zhì)量為304.6g；②稱取13.7g樣品裝入裝置B的廣口瓶中；③連接裝置，檢查裝置氣密性后加入相應(yīng)試劑；④打開彈簧夾，緩緩鼓入一段時(shí)間空氣；⑤再次稱量裝置D的質(zhì)量為311.2g；⑥打開彈簧夾，再次緩緩鼓入一段時(shí)間空氣；⑦關(guān)閉彈簧夾，滴加稀硫酸使其發(fā)生反應(yīng)，直至不再產(chǎn)生氣泡為止；以上步驟的正確順序?yàn)棰邸凇鷂_______→①→________→________→⑤。(3)步驟⑥的目的是__________。(4)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。答案(1)防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入裝置D中產(chǎn)生誤差(2)④⑦⑥(3)將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部趕入裝置D中，減小誤差(4)38.7%解析(4)設(shè)樣品中碳酸鈉的物質(zhì)的量為xmol，碳酸氫鈉為ymol，則106x＋84y＝13.7，x＋y＝0.15，解得x＝0.05，y＝0.1，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.05mol×106g·mol－1,13.7g)×100%≈38.7%。方法四滴定法根據(jù)碳酸的Ka1、Ka2差別較大，選用合適的指示劑確定的滴定終點(diǎn)為HCOeq\o\al(－,3)或H2CO3，根據(jù)消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的體積，計(jì)算Na2CO3、NaHCO3、甚至NaOH的物質(zhì)的量。4．侯德榜發(fā)明了“聯(lián)合制堿法”，以氯化鈉為原料制備碳酸鈉時(shí)產(chǎn)品中往往含有少量碳酸氫鈉、氯化鈉等，產(chǎn)品中NaHCO3含量測定過程如下：①稱取產(chǎn)品2.500g，用蒸餾水溶解，定容于250mL容量瓶中；②移取25.00mL上述溶液于錐形瓶中，加入2滴指示劑M，用0.1000mol·L－1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液由紅色變至近無色，且半分鐘不恢復(fù)紅色(第一滴定終點(diǎn))，消耗鹽酸V1mL；③在上述錐形瓶中再加入2滴指示劑N，繼續(xù)用0.1000mol·L－1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(第二滴定終點(diǎn))，又消耗鹽酸V2mL；④平行測定三次，V1平均值為22.45，V2平均值為23.51。回答下列問題：(1)指示劑M為__________；指示劑N為__________，描述第二滴定終點(diǎn)前后顏色變化：__________。(2)上述測量步驟③過程中，某時(shí)刻，滴入鹽酸使溶液顯中性，則此時(shí)溶液中的溶質(zhì)為__________。(3)產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(4)第一滴定終點(diǎn)時(shí)，某同學(xué)俯視讀數(shù)，其他操作均正確，則NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算結(jié)果__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。答案(1)酚酞甲基橙由黃色變橙色，且半分鐘內(nèi)不變色(2)NaCl、NaHCO3、H2CO3(3)3.56%(4)偏大解析(1)第一滴定終點(diǎn)為恰好生成NaHCO3，溶液呈堿性，應(yīng)選用酚酞作指示劑；第二滴定終點(diǎn)為HCl與碳酸氫鈉恰好完全反應(yīng)，溶液呈酸性，應(yīng)選用甲基橙作指示劑。(2)步驟③中，某時(shí)刻滴加鹽酸使溶液呈中性，因碳酸氫鈉與HCl反應(yīng)生成的CO2溶于水生成H2CO3，使溶液顯酸性，溶液呈中性說明其中還有NaHCO3未反應(yīng)完。(L，第二次滴定發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O