专项培优3　碳酸钠质量分数的测定 学案（含答案）2026届高三化学一轮总复习

专项培优3　碳酸钠质量分数的测定
　　　　　　　　　　　　　　　　
【知识归纳】
测定碳酸钠质量分数的常用方法：
1. 气体法(假设杂质为NaCl)
(1)测定原理：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的含量。
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
2. 沉淀法(假设杂质为NaCl)
(1)测定原理：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的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。
3. 双指示剂滴定法(以Na2CO3、NaHCO3混合物为例)　
(1)在混合物的试液中先加入酚酞指示剂，此时溶液呈红色，用盐酸标准溶液滴定至溶液刚好褪色，这是第一滴定终点。Na2CO3被滴定成NaHCO3。滴定反应为：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，设在第一滴定终点时消耗的盐酸标准溶液的体积为V1(mL)。
(2)再加入甲基橙指示剂，继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色即为终点。此时NaHCO3被滴定生成CO2，反应式为NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，设此阶段消耗盐酸标准溶液的体积为V2(mL)。
(3)根据V1和V2可以计算出混合物样品中Na2CO3、NaHCO3两种物质的含量。
【专项训练】
1. 下列实验方案中，不能测定出碳酸钠和碳酸氢钠混合物中各物质的质量分数的是(　　)
A. 取a g该混合物充分加热，质量减少b g
B. 取a g该混合物与足量石灰水充分反应，过滤、洗涤、干燥得到b g固体
C. 取a g该混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体
D. 取a g该混合物与足量稀硫酸反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g
2. 为测定产品中Na2CO3的质量分数(已知杂质为NaHCO3)，设计了下列三种实验方案进行探究。
方案一：样品经加热后测定剩余固体质量，并计算Na2CO3的质量分数。
(1)加热样品所选用的仪器是________(填字母)。
　　　　　　
方案二：通过加热分解得到的CO2质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下：
(2)A中反应的化学方程式_______________________________________________________________________，
若装置C中碱石灰增重m1 g。则混合样品中碳酸钠的质量分数为________。
方案三：将一定质量的样品与足量稀硫酸反应，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量差计算碳酸钠的质量分数。连接好的实验装置如图：
该实验的操作步骤：
①________________________________________________________________________；
②取一定量样品装入广口瓶中；
③打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟；
④关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，称量干燥管A质量；
⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止；
⑥打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管A质量。
(3)操作①为________________________________________________________________________。
(4)NaOH溶液(足量)中发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
(5)装置中有两支盛放碱石灰的干燥管(图中A和B)，若只保留干燥管A将会使碳酸钠的质量分数的计算结果________(填“偏大”或“偏小”)。理由是____________________________________________________。
专项培优3　碳酸钠质量分数的测定
1. D　解析：取a g混合物充分加热，剩余b g固体，利用固体质量的差值，可根据碳酸氢钠分解的化学方程式计算碳酸氢钠的质量，从而计算出碳酸钠和碳酸氢钠混合物中各物质的质量分数，A不符合题意；NaHCO3和Na2CO3的混合物与足量Ca(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥得到b g固体为碳酸钙，根据碳酸钙的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数，测定出碳酸钠和碳酸氢钠混合物中各物质的质量分数，B不符合题意；取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体，则b g固体为氯化钠，根据Na元素守恒，列方程组可计算出碳酸钠和碳酸氢钠混合物中各物质的质量分数，C不符合题意；取a g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 g，则增重的b g气体的质量不全是二氧化碳的质量，还有水蒸气的质量，所以不能测定出碳酸钠和碳酸氢钠混合物中各物质的质量分数，D符合题意。故选D。
2. (1)B　(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　×100%　(3)检查装置气密性　(4)2OH－＋CO2===CO＋H2O　(5)偏小　去掉B将会使A增重偏大，A的作用为吸收生成的CO2，相同质量时碳酸氢钠生成CO2较多，即A增重越多NaHCO3越多，则Na2CO3越少
解析：(1)加热碳酸氢钠固体分解，加热样品所选用的仪器是坩埚；
(2)A中发生的是碳酸氢钠受热分解，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，若装置C中碱石灰增重m1 g，即生成的CO2为m1 g，设碳酸氢钠的质量为m2，则由
)CO2,44,m1))
得m2＝＝，则混合样品中碳酸钠的质量分数为×100%＝×100%；
(3)连接好实验装置第一步应该是检查装置气密性，保证装置气密性良好才能做后续实验；
(4)先把空气通过NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2，减少实验误差，离子方程式为2OH－＋CO2===CO＋H2O；
(5)装置A是吸收碳酸氢钠反应生成的CO2，装置B是吸收空气中的CO2，若只保留干燥管A，会把反应生成的CO2和空气中的CO2全部吸收，会使计算得出的碳酸氢钠质量分数偏大，计算出的碳酸钠质量分数偏小。