Question

15．已知NaHCO₃在270℃時完全分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，而Na₂CO₃受熱不分解．現有某工廠生產出的一批NaHCO₃產品中混有少量的Na₂CO₃，某興趣小組同學為了測定該產品中NaHCO₃的質量分數，設計了下列兩種實驗方案．
方案一：樣品$\stackrel{稀硫酸}{→}$測定生成CO₂的質量．

（1）NaHCO₃俗稱為小蘇打，本實驗采用如圖所示的裝置，C中盛放的物質是濃硫酸．
（2）若無裝置E，在其他操作正確的情況下，不能（填“能”或“不能”）準確測定樣品中NaHCO₃的質量分數．
（3）在其他操作正確的情況下，不能將分液漏斗中的稀硫酸改為稀鹽酸的原因是鹽酸具有揮發性，D中的堿石灰既吸收生成的CO₂，還會吸收揮發出的HCl氣體，使測定結果偏大．
方案二：樣品$\stackrel{加熱}{→}$測定剩余固體質量
具體操作步驟如下：
①一只潔凈的坩堝，稱得質量為21.2克，再向其中加入樣品，稱得總質量為41.2克；
②加熱盛有樣品的坩堝；
③將坩堝充分冷卻，稱量坩堝和剩余固體的質量；
④多次重復步驟②和③至恒重，稱得坩堝和剩余固體的總質量為35.0克．
（4）實驗時需要重復“加熱、冷卻、稱量”操作多次，其目的是使碳酸氫鈉完全分解．
（5）根據題目中的信息，寫出NaHCO₃完全分解的化學方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（6）根據題意，計算樣品中NaHCO₃的質量分數．（請寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據NaHCO₃俗稱為小蘇打解答，根據堿石灰會吸收水分和二氧化碳進行分析；
（2）根據E的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進入D解答；
（3）根據堿石灰是堿性干燥劑，鹽酸具有揮發性進行分析；
（4）根據實驗時需要重復“加熱、冷卻、稱量”操作多次，可以使碳酸氫鈉完全分解進行分析；
（5）根據根據題目中的信息，寫出NaHCO₃完全分解的化學方程式解答；
（6）根據實驗過程中減少的質量是水和二氧化碳的質量進行分析．

解答 解：
（1）NaHCO₃俗稱為小蘇打；堿石灰會吸收水分和二氧化碳，實驗在用堿石灰吸收二氧化碳之前，需要將氣體干燥，C中盛放的物質是濃硫酸；
（2）E的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進入D，否則，若無裝置E，在其他操作正確的情況下，不能準確測定樣品中NaHCO₃的質量分數，使測定結果偏大；
（3）堿石灰是堿性干燥劑，鹽酸具有揮發性，會對所測數據造成影響，所以不能準確測定樣品中NaHCO₃的質量分數；
（4）實驗時需要重復“加熱、冷卻、稱量”操作多次，可以使碳酸氫鈉完全分解；
（5）NaHCO₃完全分解的化學方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（6）實驗過程中減少的質量是水和二氧化碳的質量，固體減少質量為：41.2g-35g=6.2g；
設樣品中含有碳酸氫鈉為x，
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑  固體減少
 168                          62
  x                           6.2g
$\frac{168}{x}=\frac{62}{6.2g}$
x=16.8g
 樣品中碳酸氫鈉為：41.2g-21.2g=20g
 所以樣品中NaHCO₃的質量分數為：$\frac{16.8g}{20g}$×100%=84%．
答案：
（1）小蘇打； 濃硫酸；
（2）不能；
（3）鹽酸具有揮發性，D中的堿石灰既吸收生成的CO₂，還會吸收揮發出的HCl氣體，使測定結果偏大；
（4）使碳酸氫鈉完全分解；
（5）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（6）樣品中NaHCO₃的質量分數為84%．

點評 本題考查了碳酸鈉的性質以及有關的計算，完成此題，可以依據已有的知識進行．