期末专题03 Na2CO3含量测定的实验探究-2021-2022学年高一化学精讲精练（新人教版必修第一册）（解析版）

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期末专题 03 Na2CO3含量测定的实验探究

专题精讲

【典例】　制得的碳酸钠样品中往往含有少量 NaCl，现欲测定样品中 Na2CO3的质量分数，某探究性

学习小组分别设计了如下实验方案。

（1）方案一：用下图所示方法和步骤进行实验：

① 操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。

② 该方案测得的样品中 Na2CO3质量分数的计算式为________。

（2）方案二：利用下图所示装置来测定纯碱样品中 Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略

去)。实验步骤如下：

a．按图连接装置，并检查气密性；

b．准确称得盛有碱石灰的干燥管 D的质量为 83.4 g；

c．准确称得 6.0 g 纯碱样品放入容器Ⅱ中；

d．打开分液漏斗Ⅰ的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；

e．打开弹簧夹，往试管 A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管 D的总质量为 85.6 g。

① 若 d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。

② 装置 A中试剂 X应选用________。

③ E装置的作用是________________________________________________________________________

__________________________________。

④根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中 Na2CO3的质量分数为________(结果保留到小数点后

一位)。

【解析】　(1)① 生成沉淀 A，故操作 I需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重；②经过计算，

样品中 Na2CO3质量分数的计算式为×100%。

(2)① 反应过快会使产生的 CO2气体不能完全被 D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内

残留 CO2不能被 D装置中碱石灰完全吸收，则测得的 CO2质量偏小，测定结果偏小；②鼓入空气，可把残

留在装置 B、C中的 CO2赶出由 D中碱石灰吸收，因为空气中含有 CO2，因此应把鼓入空气中的 CO2吸收

处理，所以装置 A应放入 NaOH 溶液；③如果 D装置直接与外界空气相连通，则空气中的 H2O和CO2会对

测定结果带来影响，所以装置 E的作用是防止空气中 H2O和CO2进入装置 D中；④反应中放出 CO2气体的

质量＝85.6 g－83.4 g＝2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为 x，

Na2CO3～CO2

106 44

x　　　 2.2 g

解得 x＝5.3 g

纯碱样品中 Na2CO3的质量分数＝×100%≈88.3%。

【答案】　(1)① 过滤　称量

②×100%

(2)① 偏小　② NaOH 溶液　③防止空气中 CO2和水蒸气进入装置 D中　④ 88.3%

【技巧与方法】

测定纯碱纯度的两种常见方法

气体法

发生反应 Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，依据 CO2的体积确定 Na2CO3的

物质的量，进而确定纯碱中 Na2CO3的纯度。但要注意 CO2中杂质的干扰。

沉淀法发生反应 Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，依据 BaCO3沉淀的质量，确定

Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中 Na2CO3的纯度。

【针对训练】

Na2CO3纯度的分析：实验装置如图所示，装置 B中盛有 10.0 g 的Na2CO3样品[假设杂质不参加反应，

原容器中 CO2含量可忽略不计，各装置内反应完全。实验室可供选择的试剂和药品还有锌粒、稀硫酸、

CaCO3(s)、蒸馏水]。

（1）装置 A锥形瓶内盛有________，装置 A的作用是_________________________________________

______________。

装置 B分液漏斗中装有________。

（2）若无装置 C，实验结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。装置 E的作用是______

____________。

（3）若实验后，装置 D的质量增加 3.96 g，则该 Na2CO3样品的纯度为________。

【解析】(1)装置 A用于制取H2，用的药品是锌粒和稀硫酸，目的是把装置 B中产生的 CO2都赶到装

置D中被碱石灰吸收，使实验数据尽可能准确；装置 B中发生的是酸与 Na2CO3生成 CO2的反应，后面没

有除杂装置，所以可用不挥发的稀硫酸。

(2)装置 C用来吸收 CO2中的水蒸气，若无此装置，装置 D中的碱石灰不仅会吸收 CO2还会吸收水蒸气，

使测得的 CO2的量偏高，导致 Na2CO3的含量偏高；装置 E是为了防止空气中的 CO2和水蒸气进入装置 D

中，对实验造成误差。(3)装置 D的质量增加 3.96 g，增加的质量为

Na2CO3和稀硫酸反应生成的 CO2的质量，根据转化关系知：

Na2CO3　　～　　CO2

106 44

m(Na2CO3) 3.96 g

＝，解得 m(Na2CO3)＝9.54 g，

w(Na2CO3)＝×100%＝95.4%。

【答案】　(1)锌粒　装置 A中生成的 H2把装置 B中产生的 CO2气体都赶到装置 D中，使装置 B中的

CO2气体全部被装置 D中的碱石灰吸收　稀硫酸

(2)偏高　防止空气中的水蒸气、CO2等气体进入装置 D中，使装置 D中碱石灰的质量增加

(3)95.4%

专题达标

1．下列实验方案中，不能测定 Na2CO3和NaHCO3混合物中 Na2CO3质量分数的是(　　)

A．取a克混合物充分加热，减重b克

B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得 b克固体

C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克

D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得 b克固体

【解析】C　取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出

Na2CO3的质量分数，A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得 b克固体氯化

钠，列方程组即可求出，B正确；取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b

克，由于逸出气体中含有 H2O(g)，故无法求解，C错误；由于二者都能与 Ba(OH)2溶液反应生成 BaCO3沉

淀，由 Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3 的转化关系，列方程组即可求出混合物中 Na2CO3的质量分数，

D正确。

2．加热 10.0 g 碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化，剩余固体的质量为 8.45 g，则混

合物中碳酸钠的质量分数为(　　)

A．42%　　　　　 B．58%

C．36% D．64%

【解析】B　由 NaHCO3受热分解的化学方程式可知：

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