请设计实验方案测定某碳酸钠和碳酸氢钠的质量分数.

1个回答

  • 1.加热混合物,用澄清石灰水收集反应放出的CO2;

    2.测得石灰水增加的质量,即CO2的质量;

    3.CO2是由碳酸氢钠加热分解得来的:2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

    通过计算得到NaHCO3的质量.

    4.用混合物质量减去NaHCO3质量,即得Na2CO3的质量.

    (Na2CO3的质量/总质量)*100%

    方法1:

    机理:

    Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3(沉淀符号)+2NaCl

    实验方法:(1)称取原混合物样品共10克溶于足够的水中得到溶液,设其中碳酸钠质量为m克.则其占原固体的质量百分比为(m/10) * 100%.

    (2)向溶液中逐滴加入氯化钙溶液,直至不再产生碳酸钙沉淀.

    (3)把溶液中的沉淀过滤出来,低温烘干,测得该沉淀的质量m'.

    (4)根据化学反应方程式知碳酸钠与碳酸钙的关系,如下:

    Na2CO3 CaCO3

    106 100

    m m'

    列比求得 m = 1.06m'

    代入上式,并可据测定的 m' 值求得

    原碳酸钠与碳酸氢钠的混合物中碳酸钠的质量分数,为:

    (1.06m' /10) * 100%

    方法2:

    机理:Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3

    实验方法:

    (1)如法1,称取10克样品,并配成100克溶液,设样品中碳酸钠的质量为m克.

    (2)向混合溶液中通入足量的二氧化碳充分反应,称得反应后溶液质量M'.

    (3)则知溶液吸收二氧化碳的质量为

    (M'-100)克.

    据反应式知

    Na2CO3 CO2

    106 44

    m (M' - 100)

    列比并把测得M'值代入可求得m值,余解同法1.

    方法3:

    机理:

    Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2,

    NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2

    实验方法:标况下进行,

    (1)称取M克(足量)样品,置于一可以随反应进行而逐渐添加固体反应物的制气装置(该装置内已预备有足量的稀盐酸待用,

    (2)逐渐往制气装置内添加固体样品,并用排水法把反应生成的气体CO2收集于量筒内,

    (3)当收集到的气体恰好是22.4L (1mol)时,停止制气,

    (4)取出反应剩余的样品,称得其质量为M',则参加反应的样品质量为(M - M') 克,

    (5)据反应方程式知:

    Na2CO3 CO2 NaHCO3

    106g 22.4L 84g

    又由反应事实可得知

    84g < (M - M' ) < 106g

    于是采用十字交叉法可得碳酸钠Na2CO3与碳酸氢钠NaHCO3的质量之比为 [ (M - M') - 84] :[106 - (M - M')],

    所以其在样品中的质量分数为

    [ (M - M') - 84] / {[(M - M') - 84] + [106 - (M - M') ] } * 100%

    = [ (M - M' -84) / 22 ] * 100%.

    点评:一般情况下,这种用实验方法加计算求混合物中某物质量分数的题目,用的器材应最少,方法应该最简便易行,在上述3种方法中,繁琐程度逐渐加大,所以,如果不是有特殊要求,就用方法1最好,方法2次之,如果题目不是要求要利用测量到的气体的数值,最好不要选用方法3.