2025年高考化学一轮复习（新高考版）大单元2 第4章　热点强化7　Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法

热点强化7Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法方法一热重法1．某实验小组用热重法测定碳酸钠与碳酸氢钠混合物的组成，实验方法如下。(1)加热5.00g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物的质量减小了0.31g，写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________，则原混合物中碳酸钠的质量分数是_________________________________________________。(2)某同学设计的实验装置示意图如下：X为氮气，其作用是__________________________________，若装置C中碱石灰增重m1g，则混合样品中碳酸钠的质量分数为________________。答案(1)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O83.2%(2)将样品分解产生的气体全部带出，使其被B、C装置完全吸收eq\f(11m－42m1,11m)×100%解析(1)碳酸氢钠在加热的条件下分解为碳酸钠、二氧化碳、水，设混合物中碳酸氢钠的质量为xg，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g62gxg0.31geq\f(168,x)＝eq\f(62,0.31)，x＝0.84,原混合物中碳酸钠的质量分数是eq\f(5.00－0.84g,5.00g)×100%＝83.2%。(2)若装置C中碱石灰增重m1g，即生成的CO2为m1g，设碳酸氢钠的质量为xg，则由2NaHCO3～CO216844xgm1g得x＝eq\f(168m1,44)＝eq\f(42m1,11)，则混合样品中碳酸钠的质量分数为eq\f(m－\f(42m1,11),m)×100%＝eq\f(11m－42m1,11m)×100%。方法二沉淀法利用化学反应把COeq\o\al(2－,3)及HCOeq\o\al(－,3)完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中w(Na2CO3)、w(NaHCO3)。2．某化学小组设计实验方案，测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸氢钠的质量分数。实验测定方法如下：(1)①称取碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物9.5g，溶于水中，配成100mL溶液，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)完全转化为沉淀，应选用的试剂是________(填字母)。A．稀CaCl2溶液 B．MgSO4溶液C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液②过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是_________________________________。③将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为19.7g。由此可以计算w(NaHCO3)＝____________(结果保留3位有效数字)。(2)工业生产的纯碱常会含少量NaCl杂质。测定该样品中纯碱的质量分数的实验步骤如下：①称取样品ag，加水溶解；②加入足量的BaCl2溶液；③过滤、________、烘干、冷却、称量、烘干、冷却、________，最终得到固体bg。样品中纯碱的质量分数为__________________(用含a、b的代数式表示)。答案(1)①D②取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加Na2SO4溶液，如无沉淀，则沉淀已洗净，反之则未洗净③44.2%(2)洗涤(再)称量eq\f(106b,197a)×100%解析(1)①Ba(OH)2溶液与两种离子都可以形成沉淀，D正确。②判断沉淀是否洗净的方法l，则可得106a＋84b＝9.5,197(a＋b)＝19.7，联立解得a＝b＝0.05，所以碳酸氢钠的质量分数为eq\f(84g·mol－1×0.05mol,9.5g)×100%≈44.2%。(2)加入足量的BaCl2溶液发生反应：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl，根据原子守恒，通过称量碳酸钡沉淀的质量，来计算样品中纯碱的质量分数，需洗涤沉淀，除去杂质离子，且将沉淀冷却到室温，再称量所得固体，最终得到BaCO3的质量为bg，根据碳元素守恒，纯碱的质量分数为eq\f(106b,197a)×100%。方法三气体法一般流程：3．为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，某同学设计的实验装置示意图如下，请回答：(1)装置E的作用是__________。(2)实验需要以下步骤：①称量装置D的质量为304.6g；②称取13.7g样品装入装置B的广口瓶中；③连接装置，检查装置气密性后加入相应试剂；④打开弹簧夹，缓缓鼓入一段时间空气；⑤再次称量装置D的质量为311.2g；⑥打开弹簧夹，再次缓缓鼓入一段时间空气；⑦关闭弹簧夹，滴加稀硫酸使其发生反应，直至不再产生气泡为止；以上步骤的正确顺序为③→②→________→①→________→________→⑤。(3)步骤⑥的目的是__________。(4)根据相关数据，计算样品中碳酸钠的质量分数为___________(结果保留3位有效数字)。答案(1)防止空气中的CO2和H2O进入装置D中产生误差(2)④⑦⑥(3)将反应产生的CO2全部赶入装置D中，减小误差(4)38.7%解析(4)设样品中碳酸钠的物质的量为xmol，碳酸氢钠为ymol，则106x＋84y＝13.7，x＋y＝0.15，解得x＝0.05，y＝0.1，则样品中碳酸钠的质量分数为eq\f(0.05mol×106g·mol－1,13.7g)×100%≈38.7%。方法四滴定法根据碳酸的Ka1、Ka2差别较大，选用合适的指示剂确定的滴定终点为HCOeq\o\al(－,3)或H2CO3，根据消耗标准盐酸的体积，计算Na2CO3、NaHCO3、甚至NaOH的物质的量。4．侯德榜发明了“联合制碱法”，以氯化钠为原料制备碳酸钠时产品中往往含有少量碳酸氢钠、氯化钠等，产品中NaHCO3含量测定过程如下：①称取产品2.500g，用蒸馏水溶解，定容于250mL容量瓶中；②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶中，加入2滴指示剂M，用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色，且半分钟不恢复红色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1mL；③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点)，又消耗盐酸V2mL；④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。回答下列问题：(1)指示剂M为__________；指示剂N为__________，描述第二滴定终点前后颜色变化：__________。(2)上述测量步骤③过程中，某时刻，滴入盐酸使溶液显中性，则此时溶液中的溶质为__________。(3)产品中NaHCO3的质量分数为__________(结果保留3位有效数字)。(4)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。答案(1)酚酞甲基橙由黄色变橙色，且半分钟内不变色(2)NaCl、NaHCO3、H2CO3(3)3.56%(4)偏大解析(1)第一滴定终点为恰好生成NaHCO3，溶液呈碱性，应选用酚酞作指示剂；第二滴定终点为HCl与碳酸氢钠恰好完全反应，溶液呈酸性，应选用甲基橙作指示剂。(2)步骤③中，某时刻滴加盐酸使溶液呈中性，因碳酸氢钠与HCl反应生成的CO2溶于水生成H2CO3，使溶液显酸性，溶液呈中性说明其中还有NaHCO3未反应完。(L，第二次滴定发生反应：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O