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）由于空气中含有CO2，也能被碱石灰吸收，导致误差，所以A装置中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2；若直接向试样溶液中鼓入空气会导致碱石灰增加的质量偏大，所以实验测定结果偏高；

（2）碳酸氢钠与稀硫酸反应生成的CO2被装置C中的碱石灰吸收，通过称量前后的质量，即可得出反应中生成的CO2质量，进而计算碳酸氢钠的质量，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，由于温度高气体体积变大，导致测定结果偏高，a错误；b．测量时，量气管量气之后保持水准管要和量气管液面相平，这样测出来的气体体积才是当时大气压下的体积，量气管的两次读数差就是生成气体体积。如果测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面，则气体的压强高于大气压，则测定结果偏小，b正确；c．由于反应前装置含有空气，因此Y型管中留有反应生成的气体不影响实验结果，c错误；d．排水法测量气体的体积，气体不需要干燥，d错误，答案选b。

（4）消耗盐酸的物质的量是0.02cmol，根据方程式NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑可知，碳酸氢钠的物质的量是0.001Vcmol，质量是0.001Vcmo×84g/mol，则原样品中碳酸氢钠的质量是0.001Vcmo×84g/mol×100ml/2ml＝8.4cg，因此试样中碳酸氢钠质量分数的计算表达式为 ×100%。

考点：考查碳酸氢钠纯度测定实验方案设计