Question

常溫下，在20mL 0.1000mol?L^-1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1000mol?L^-1 HCl溶液40mL，溶液的pH逐漸降低，此時(shí)溶液中含碳元素有關(guān)微粒的物質(zhì)的量占碳的總物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)（縱軸）也發(fā)生變化（CO₂因逸出未畫(huà)出），如圖所示．

配制碳酸鈉物質(zhì)的量濃度溶液和滴定實(shí)驗(yàn)如下：
步驟I、稱(chēng)取碳酸鈉樣品2.70g（樣品中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）．
步驟II、將樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，搖勻．
步驟Ⅲ、移取10.00mL樣品溶液于潔凈的錐形瓶中，滴入1～2滴甲基橙指示劑，用0.1000mol?L^-1鹽酸溶液滴定至終點(diǎn)．按上述操作方法再重復(fù)2次．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）配制250mL Na₂CO₃溶液時(shí)，必須用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、天平和

 

．
（2）根據(jù)步驟Ⅲ填空：
①酸式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入鹽酸溶液進(jìn)行滴定，則所測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）；
②判斷滴定終點(diǎn)的依據(jù)是

 

；
③滴定結(jié)果如下表所示：

滴定次數(shù)	待測(cè)溶液的體積/mL	標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	10.00mL	0.02	20.02
2	10.00mL	0.70	20.71
3	10.00mL	0.08	20.07

則該碳酸鈉樣品的純度為

 

（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位有效數(shù)字）．
（3）根據(jù)上圖回答：①下說(shuō)法正確的是

 

（填字母）．
A．在PH為6.37及10.25時(shí)，溶液中：c （H₂CO₃）=c （HCO₃^-）=c （CO₃^2-）
B．當(dāng)加入鹽酸使溶液pH為10時(shí)，溶液中：c（HCO₃^-）＞c（Cl^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
C．當(dāng)加入鹽酸使溶液pH為7時(shí)，溶液中含碳的微粒為：CO₃^2-、HCO₃^-
②當(dāng)加入鹽酸使溶液pH在6.37-10.25時(shí)離子方程式為

 

．
（4）某同學(xué)認(rèn)為該溶液中Na₂CO₃的水解是微弱的，發(fā)生水解的CO₃^2-離子不超過(guò)其總量的10%．請(qǐng)你設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)是否正確：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：中和滴定,配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作的步驟：計(jì)算→稱(chēng)量→溶解、冷卻→移液→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽以及每步操作需要儀器確定所需儀器；
（2）①滴定管需要要鹽酸溶液潤(rùn)洗，否則會(huì)導(dǎo)致溶液濃度偏低，消耗的體積偏大；
②根據(jù)甲基橙的變色范圍確定滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化；
③先判斷數(shù)據(jù)的有效性，然后求出碳酸鈉溶液的平均體積，然后根據(jù)2HCl～Na₂CO₃求碳酸的物質(zhì)的量、質(zhì)量，最后求出質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
（3）①A．由圖可知，在PH為6.37及10.25時(shí)，溶液中：c（H₂CO₃）+c（CO₂）=c（HCO₃^-）=c（CO₃^2-）
B．由圖可知，當(dāng)加入鹽酸使溶液pH為10時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且反應(yīng)后Na₂CO₃物質(zhì)的量小于NaHCO₃；
C．由圖可知，當(dāng)加入鹽酸使溶液pH為7時(shí)，溶液中含碳的微粒為：H₂CO₃、CO₂、HCO₃^-；
②由圖可知，當(dāng)加入鹽酸使溶液pH在6.37-8.0，發(fā)生反應(yīng)：HCO₃^-+H⁺=H₂CO₃；pH在8.0-10.25時(shí)發(fā)生反應(yīng)：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
（4）用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定常溫下0.1mol/L碳酸鈉溶液的pH來(lái)確定．

解答： 解：（1）配制順序是：計(jì)算→稱(chēng)量→溶解、冷卻→移液→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽，一般用天平稱(chēng)量（用到藥匙）稱(chēng)量，在燒杯中溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，轉(zhuǎn)移完畢，用少量蒸餾水洗滌燒杯及玻璃棒2～3次并將洗滌液全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中，再加適量蒸餾水，當(dāng)加水至液面距離刻度線(xiàn)1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，使溶液的凹液面的最低點(diǎn)與刻線(xiàn)相平，塞好瓶塞，反復(fù)上下顛倒搖勻．所以需要的儀器有托盤(pán)天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管，所以還需要的儀器為250 mL容量瓶、藥匙，
故答案為：250 mL容量瓶、藥匙；
（2）①酸式滴定管用蒸餾水洗滌后需要再用鹽酸溶液潤(rùn)洗，否則相當(dāng)于鹽酸溶液被稀釋?zhuān)�滴定消耗的體積會(huì)偏高，所測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：偏高；
②待測(cè)液為堿性，甲基橙應(yīng)為黃色，當(dāng)溶液轉(zhuǎn)為酸性變色點(diǎn)時(shí)，溶液顏色由黃色變?yōu)槌壬�，且半分鐘�?nèi)不變化，故答案為：滴加一滴溶液后錐形瓶?jī)?nèi)溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且半分鐘�?nèi)不變化；
③三次用去鹽酸的體積分別為：20.00mL；20.01mL；19.99mL，三組數(shù)據(jù)均有效，鹽酸溶液的平均體積為20.00mL，
設(shè)10.00mL樣品溶液中含有 n molNa₂CO₃
2HCl～Na₂CO₃
2                      1
0.1000mol?L^-1×0.02L    n
n=

0.1000mol?L-1×0.02L

2

=0.001mol，
所以250mL溶液中含有n（Na₂CO₃）=0.001mol×25=0.025mol，質(zhì)量為0.025mol×106g/mol=2.65g，
該碳酸鈉樣品的純度為

2.65g

2.70g

×100%=98.15%，
故答案為：98.15%；
（3）①A．在PH為6.37及10.25時(shí)，溶液中：c（H₂CO₃）+c（CO₂）=c（HCO₃^-）=c（CO₃^2-），故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)加入鹽酸使溶液pH為10時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，且反應(yīng)后Na₂CO₃物質(zhì)的量小于NaHCO₃，所以c（HCO₃^-）＞c（Cl^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故B正確；
C．當(dāng)加入鹽酸使溶液pH為7時(shí)，溶液中含碳的微粒為：H₂CO₃、CO₂、HCO₃^-，不含有CO₃^2-，故C錯(cuò)誤；
故答案為：B；
②當(dāng)加入鹽酸使溶液pH在6.37-8.0，發(fā)生反應(yīng)：HCO₃^-+H⁺=H₂CO₃；pH在8.0-10.25時(shí)發(fā)生反應(yīng)：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，所以當(dāng)加入鹽酸使溶液pH在6.37-10.25時(shí)離子方程式為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺=H₂CO₃，
故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺=H₂CO₃；
（4）用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定常溫下0.1mol/L碳酸鈉溶液的pH來(lái)確定，若pH＜12，則該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)正確；若pH＞12，則該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)不正確，
故答案為：用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)常溫下0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)正確，若pH＞12，則該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)不正確．

點(diǎn)評(píng)：本題考查配制一定物質(zhì)的量濃度溶液、滴定實(shí)驗(yàn)和離子濃度大小比較，注意分析圖象曲線(xiàn)變化趨勢(shì)，把握物質(zhì)的性質(zhì)．