Question

(10分)为测定某碳酸氢钠样品纯度(含有少量氯化钠)，学生设计了如下几个实验方案(每个方案均称取m₁g样品)，请回答每个方案中的问题。

[方案Ⅰ] 选用重量法进行测定：可用下图中的装置进行实验。

（1）A装置中NaOH溶液的作用是__________________若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

（2）该方案需直接测定的物理量是______________________________________。

[方案Ⅱ] 选用气体体积法进行测定：可用如图中的装置进行实验，为了减小实验误差，量气管中加入饱和NaHCO₃溶液。

（3）通过实验，测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低，产生这种现象

的原因可能是________。

a．测定气体体积时未冷却至室温

b．测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面

c．Y型管中留有反应生成的气体

d．气体进入量气管前未用浓硫酸干燥

[方案Ⅲ] 选用滴定法进行测定：

（4）称取m₁g样品，配成100 mL溶液，取出20 mL，用c mol·L^－1的标准HCl溶液滴定，

消耗体积为VmL，则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算表达式为：_________________

Answer

（每空2分、共10分）

（1） 吸收空气中的CO2 偏高

（2） 装置C反应前后质量

（3） b

（4） ×100%

【解析】

试题分析：（1）本题是通过NaHCO3与H2SO4反应生成CO2，再用碱石灰吸收CO2，通过CO2的质量求NaHCO3的质量分数，故应排除空气中的CO2的干扰，所以A装置中NaOH溶液的作用是：吸收空气中的CO2；若不吸收空气中的CO2会导致测定结果偏高。

（2）本题需要测量CO2的质量，装置C反应前后的质量差即为CO2的质量，所以该方案需直接测定的物理量是：装置C反应前后质量。

（3）a、测定气体体积时未冷却至室温会使测定结果偏高，错误；b、测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面，气体压强大于大气压，则测定的体积偏小，导致NaHCO3的测定结果偏低，正确；c、，因为原Y形管内有空气，Y型管中留有反应生成的气体，不影响实验结果，错误；d、本实验是用排水法测定气体体积，不需要干燥，所以气体进入量气管前未用浓硫酸干燥，不影响实验结果，错误。

（4）根据化学方程式：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，可知反应消耗的HCl与NaHCO3的物质的量相等，则碳酸氢钠质量分数=c×V×10-3×84×100/20÷m×100%= ×100%。

考点：本题考查实验方案的设计与评价、误差分析、化学计算。