NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分數(shù)的測定

摘 要：以NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的求算為例設(shè)計各種實驗方案。

關(guān)鍵詞：實驗?zāi)康?；實驗原理；實驗方案設(shè)計；實驗裝置；實驗步驟

化學(xué)實驗題是高考中的必考內(nèi)容和難點，是學(xué)生的重要失分點，是化學(xué)教學(xué)的重中之重。

所以化學(xué)實驗的設(shè)計思路是學(xué)生做好實驗的前提，對于每一類的實驗的原理、裝置、操作等方面總有規(guī)律可循的。化學(xué)實驗方案的設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，同時也能夠提高學(xué)生的接替能力?；瘜W(xué)實驗方案設(shè)計的思路是明確實驗的目的原理，選擇試劑藥品，設(shè)計裝置步驟，記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論。下面以設(shè)計實驗求Wg NaHCO3和Na2CO3固體混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為例，設(shè)計不同的實驗方案設(shè)計，來考查學(xué)生對知識點的掌握程度。

例：設(shè)計實驗求Wg NaHCO3和Na2CO3固體混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。

方案一：利用NaHCO3具備的性質(zhì)，Na2CO3不具備的性質(zhì)來設(shè)計實驗方案。

1. 原理：利用NaHCO3受熱分解的性質(zhì)，即加熱法。

2. 方程式：2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑。

3. 需測量的數(shù)據(jù)：加熱后固體的質(zhì)量。

4. 實驗裝置如圖一（或用試管加熱）

5. 實驗步驟：

①首先稱量坩堝的質(zhì)量；

②將Wg試樣放入坩堝中；

③加熱至無水蒸氣逸出時停止加熱，冷卻，稱量；

④計算。

方案二：利用Na2CO3具備的性質(zhì)，NaHCO3不具備的性質(zhì)來設(shè)計實驗方案。

1. 原理：利用Na2CO3的性質(zhì)，即沉淀法。

2. 反應(yīng)方程式：Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl。

3. 需測量的數(shù)據(jù)：生成沉淀的質(zhì)量。

4. 實驗步驟：

①溶解 ②加過量的氯化鋇溶液 ③過濾 ④洗滌 ⑤干燥 ⑥稱量 ⑦計算

5. 可設(shè)計出如下問題

（1）用到玻璃棒的步驟和作用分別是 。

（2）步驟②中如何證明所加氯化鋇溶液是過量的？ 。

答案：（1）步驟①中玻璃棒的作用是攪拌，加速溶解；步驟③④中玻璃棒的作用引流

（2）取②中上層清液于潔凈試管中，滴加氯化鋇溶液，若無渾濁則證明氯化鋇溶液已過量。

方案三：利用Na2CO3和NaHCO3共同具有的性質(zhì)，方法為生成并測量氣體的體積法。

1. 原理即主要方程式：

Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑

2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2H2O+2CO2↑

2. 需測量的數(shù)據(jù)：生成CO2氣體的體積。

3. 實驗裝置如圖二

方案四：利用Na2CO3和NaHCO3共同具有的性質(zhì)，方法為生成并測量氣體的質(zhì)量法。

1. 原理即主要方程式：

H2SO4+Na2CO3Na2SO4+H2O+CO2↑

H2SO4+2NaHCO3Na2SO4+2H2O+2CO2↑

2. 需測量的數(shù)據(jù)：生成氣體的質(zhì)量。

3. 實驗裝置如圖三

4. 實驗步驟：

①連接好實驗裝置（如圖三），先檢查裝置的氣密性，再加入藥品；

②稱量“U形”管的質(zhì)量；

③實驗開始前在導(dǎo)管口a先通入一段時間空氣，排除裝置中空氣的干擾；

④然后打開裝置分液漏斗的活塞，讓樣品完全反應(yīng)；

⑤待反應(yīng)完全后再在導(dǎo)管口a通空氣一段時間，讓產(chǎn)生的氣體全部被吸收；

⑥稱量“U形”管的質(zhì)量，兩次質(zhì)量的差就是生成氣體CO2的質(zhì)量；

⑦計算。

總之，化學(xué)實驗設(shè)計思路是培養(yǎng)學(xué)生理性思維和動手能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和探究意識，做實驗題首先明確目的，抓住實驗的目的，找到需要實驗的儀器和藥品，連接好實驗裝置的順序，研究和分析實驗步驟，得出有效的實驗現(xiàn)象和結(jié)論。通過實驗方案的設(shè)計能解決實驗中的問題，達到實驗解決問題的目的，化學(xué)實驗設(shè)計是化學(xué)實驗知識和技能的綜合運用，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的有效途徑。

作者簡介：

劉爽，山東省聊城市，東阿縣實驗高中。