Question

碳酸氢钠是重要的化工产品。用标准盐酸溶液滴定可测定碳酸氢钠样品中碳酸氢钠含量。已知碳酸氢钠受热易分解，且在250℃～270℃分解完全。

完成下列填空：

（1）测定碳酸氢钠含量的实验步骤：用电子天平称取碳酸氢钠样品（准确到_____g），加入锥形瓶中，加入使之完全溶解；加入甲基橙指示剂，用标准盐酸溶液滴定。当滴定至溶液由_____色变为_____色，半分钟不变色为滴定终点，记录读数。该实验不能用酚酞作指示剂的原因是_____。

（2）若碳酸氢钠样品质量为0.840g，用0.5000mol/L的标准盐酸溶液滴定至终点，消耗标准盐酸溶液19.50mL。样品中NaHCO₃的质量分数为_____（保留3位小数）。

（3）如果滴定尖嘴部分在滴定过程中出现气泡，且滴定终点读数时气泡未消失，会导致测定结果____（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）。

（4）碳酸氢钠样品含有少量水分（<0.5%）和氯化钠。以下是测定碳酸氢钠样品中水分的实验方案（样品中NaHCO₃含量已知）。

①在恒重的坩埚中称取碳酸氢钠样品，样品和坩埚的质量为m₁g。

②将样品和坩埚置于电热炉内，在250℃～270℃加热分解至完全，经恒重，样品和坩埚的质量为m₂g。

③……。

该实验方案中，质量差（m₁-m₂）是_____的质量。若所称取样品中NaHCO₃的质量为m₃g，则样品中水分的质量m=_____（用含m、m₁、m₂的代数式表示）。

Answer

0.001 黄 橙 滴定终点溶液呈弱酸性，酚酞的变色范围为8-10，无法准确判断滴定终点 0.975 偏低 碳酸氢钠分解生成的CO2、H2O和样品中的含有的水分 m1-m2-

【解析】

(1)电子天平能准确到小数点后三位；碳酸氢钠的溶液中滴加甲基橙指示剂，溶液呈黄色；而弱酸性的溶液中滴加甲基橙指示剂，溶液呈橙色；酚酞试液在pH≥8的溶液中才呈红色；

(2)根据NaHCO3～HCl，则n(NaHCO3)=n(HCl)计算；

(3)根据c(待测)=分析不当操作对V(标准)的影响，以此判断浓度的误差；

(4)由2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑可知加热前后固体质量减轻，主要是生成CO2气体和水蒸气；先计算出m3gNaHCO3分解生成的水和CO2的质量，再计算样品中含有的水分质量。

(1)用电子天平称取碳酸氢钠样品能准确到0.001g；碳酸氢钠溶液中加入甲基橙指示剂，溶液呈黄色，用标准盐酸溶液滴定，当滴定至溶液由黄色变为橙色，半分钟不变色为滴定终点；因滴定终点溶液呈弱酸性，而酚酞试液的变色范围为8-10，用酚酞作指示剂将无法准确判断滴定终点；

(2)滴定至终点消耗0.5000mol/L的标准盐酸溶液19.50mL，则参加反应的HCl为0.5000mol/L×0.01950L=0.00975mol，根据NaHCO3～HCl，则n(NaHCO3)=n(HCl)，0.840g样品中m(NaHCO3)=0.00975mol×84g/mol=0.819g，故样品中NaHCO3的质量分数为=0.975；

(3)滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡，滴定过程中出现气泡，且滴定终点读数时气泡未消失，导致消耗标准液偏小，则测定结果偏低；

(4)已知2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,则该实验方案中，质量差(m1-m2)是碳酸氢钠分解生成的CO2、H2O和样品中的含有的水分；称取样品中NaHCO3的质量为m3g，则完全反应生成的碳酸钠质量为m4g，

m4=g，生成的水和CO2的质量为m3g - g=m3g，故所则样品中水分的质量m= m1-m2-m3g。