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【热点题型】08 碳酸钠质量分数测定的实验探究
测定碳酸钠质量分数的常用方法
1.气体法
(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)。
2.沉淀法
(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。
【典例精析】
1．某同学为测定Na2CO3固体（含少量NaCl）的纯度，设计如下装置（含试剂）进行实验。下列说法不正确的是
A．必须在①②间添加吸收HCl的装置
B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度
2．下列实验方案中，能测定和混合物中质量分数的实验方案是
①仅ag混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体
②仅ag混合物充分加热后，固体质量减重bg
③仅ag混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg
④仅ag混合物与过量溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得bg固体
⑤仅ag混合物与过量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体
A．②④⑤ B．①②③④⑤ C．②③④⑤ D．①②④⑤
【专题精练】
1.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是
2．某同学对与反应后所得固体混合物进行研究，下列实验方案中，不能测得该固体混合物中质量分数的是
A．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，将反应后溶液加热蒸干、灼烧，得b克固体
B．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克固体
C．取a克混合物与足量溶液充分反应过滤、洗涤、烘干，得到b克固体
D．取a克混合物与足量水反应，加热，使气体完全逸出，冷却至室温后测得生成b克气体
3．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1L溶液，取出50mL溶液然后滴加一定物质的量浓度的盐酸得到的图像如图所示，下列说法正确的是
A．标注NaCl的直线代表产生的CO2的物质的量
B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1：2
C．盐酸的浓度是0.05mol·L-1
D．盐酸加到150mL时，放出CO2气体2.24L(标准状况下)
4．实验室使用pH传感器来测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。称取1.59 g样品，溶于水配成250.00 mL溶液，取出25.00 mL，该溶液用0.1 mol·L-1盐酸进行滴定，得到如下曲线。以下说法或操作正确的是（ ）
A．第一个计量点之前发生反应的离子方程式：HCO3-+H+=H2O+CO2↑
B．第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是Cl-、HCO3-
C．此样品中n(NaHCO3)=(28.1-2×11.9)×10-3 mol
D．使用该方法测定Na2CO3和NaOH混合溶液中的NaOH含量，将会得到1个计量点
5．工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取ag工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体。则该样品中纯碱的质量分数是（ ）
A．×100% B．×100%
C．×100% D．×100%
6．Na2CO3固体中可能含有杂质K2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种，取10g样品，加入一定量的稀盐酸产生气体4.4g，下列分析正确的是（ ）
A．一定含有NaHCO3 B．一定含有K2CO3
C．可能含有NaHCO3 D．一定含有NaCl
7．向四瓶盛有相同物质的量的NaOH溶液中通入体积不同的CO2气体后，得到①②③④四瓶溶液。分别向四瓶溶液中逐滴加入等浓度的盐酸，产生的气体体积V(CO2)与所加盐酸体积V(HCl)的关系如下图所示，且图②③④中分别有OA＜AB、OA=AB、OA＞AB,则下列分析与判断正确的是(忽略CO2的溶解)
A．①中通入的CO2最少 B．③中的溶质只有Na2CO3
C．有两种溶质的是②和③ D．若④中OA＞2AB,则有c(NaOH)＜c(Na2CO3)
8．为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可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：
请回答：
(1)仪器a的名称是_________________。
(2)装置B中冰水的作用是__________________________________。
(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是__________________。
A．样品分解不完全
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气
(4)若m=100g，加热至恒重，玻璃试管中固体质量变为96.9g，则样品中碳酸钠的质量分数为________
9．为了测量NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数。
方案一：有人设计了如下的装置。准确称取混合物样品m g盛于试管B中并连接装置，其中C、D为玻璃管，C带有刻度，回答下面有关小题。
(1)A装置的名称为_______
(2)C、D装置中的饱和X溶液应该选下列中的_______(填序号)
a．NaOH溶液 b．蒸馏水 c．碳酸钠溶液 d．碳酸氢钠溶液
A中选用的试剂为稀H2SO4而不能选稀HCl的原因是_______。
(3)实验结束读数之前，要进行的操作是_______。
方案二：有同学经过思考提出，还可以通过如下方法测定组成，步骤为：
①称取一定量的混合物样品
②并向其中逐滴滴入0.1000 mol/L稀盐酸，记录生成的气体体积和滴入盐酸体积，如图所示：
(4)则生成CO2 在标况下的体积为_______mL，该混合物中Na2CO3的质量分数_______(保留两位小数)。
10．如图实验装置用于验证某些物质的性质。在试管A中装入足量的固体Na2CO3和 NaHCO3混合物，D为固定蚊香的硬纸片。试回答下列问题：
(1)B装置的作用是_______。
(2)在双球干燥管C中发生反应的化学方程式是_______。
(3)双球干燥管C处和D处观察到的实验现象是：C处_______， D处_______；若将干燥管内的Na2O2换成Na2O，则出现的不同的实验现象是：_______。
(4)若一开始A管内固体质量为10.0 g，充分反应后A管内固体质量减少了3.1 g，求原混合物中碳酸钠的质量分数_______。(写出解题过程)
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【热点题型】08 碳酸钠质量分数测定的实验探究
测定碳酸钠质量分数的常用方法
1.气体法
(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)。
2.沉淀法
(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。
【典例精析】
1．某同学为测定Na2CO3固体（含少量NaCl）的纯度，设计如下装置（含试剂）进行实验。下列说法不正确的是
A．必须在①②间添加吸收HCl的装置
B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度
【答案】A
【解析】
由装置图可知：①中氢氧化钠是为了除去空去中的CO2，②中是Na2CO3固体和氧酸反应放出CO2，通入③足量的氢氧化钡溶液后又会和氢氧化钡反应生成碳酸钡的沉淀，通过测定碳酸钡沉淀的质量，进而求得Na2CO3的质量分数。④的作用防止空气中的CO2进入③影响Na2CO3的质量分数的测定。
A.根据上述分析可知，①中氢氧化钠是为了除去空去中的CO2，无需在①和②之间添加吸收HCl的装置，故A错误；
B.根据上述分析可知，碱石灰可与二氧化碳反应，吸收水分，可防止空气中的气体影响实验的精确度，故B正确；
C.根据上述分析可知，要根据③中沉淀的质量计算碳酸钠的纯度，故需要通入空气，保证②中产生的二氧化碳完全转移到③中，被充分吸收，减小实验误差，故C正确；
D.根据上述分析可知，③中产生的沉淀为碳酸钡，③中根据碳酸钡的质量可计算生成二氧化碳的质量，②中根据生成二氧化碳的质量计算样品中的碳酸钠质量，根据称取样品的质量即可求算碳酸钠固体的纯度，故D正确。
故答案：A。
2．下列实验方案中，能测定和混合物中质量分数的实验方案是
①仅ag混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体
②仅ag混合物充分加热后，固体质量减重bg
③仅ag混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg
④仅ag混合物与过量溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得bg固体
⑤仅ag混合物与过量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体
A．②④⑤ B．①②③④⑤ C．②③④⑤ D．①②④⑤
【答案】A
【解析】
①取ag混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体，bg固体为碳酸钠及过量NaOH，无法计算，故不选；
②只有碳酸氢钠加热分解，取ag混合物充分加热后，固体质量减重bg，可以用差量法计算其质量及质量分数，故选；
③取ag混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg，bg为二氧化碳及水蒸气的质量，无法计算二氧化碳的质量，所以无法计算Na2CO3或NaHCO3的质量，不能测定混合物中NaHCO3质量分数，故不选；
④取ag混合物与过量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得bg固体，b为碳酸钡的质量，由根据质量可列方程组计算固体中碳酸钠、碳酸氢钠的质量，可以测定混合物中NaHCO3质量分数，故选；
⑤取ag混合物与过量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体，bg为NaCl质量，通过固体质量差利用差量法即可计算出NaHCO3质量，可以测定混合物中NaHCO3质量分数，故选；故A正确。
故选A。
【专题精练】
1.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是
【答案】A
【解析】
用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A项正确；
测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，B项错误；
样品中加入足量盐酸，因盐酸的质量未知，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C项错误；
因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3故排出水的体积并不是CO2的体积，D项错误。
2．某同学对与反应后所得固体混合物进行研究，下列实验方案中，不能测得该固体混合物中质量分数的是
A．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，将反应后溶液加热蒸干、灼烧，得b克固体
B．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克固体
C．取a克混合物与足量溶液充分反应过滤、洗涤、烘干，得到b克固体
D．取a克混合物与足量水反应，加热，使气体完全逸出，冷却至室温后测得生成b克气体
【答案】B
【解析】
A．Na2O2和Na2CO3均与盐酸反应生成NaCl，但是方程式中分子量比关系不同，故，可分别设Na2O2质量为xg和Na2CO3质量为yg，通过化学方程式比例计算，得到两个有关x和y的关系式，建二元一次方程组，可求得Na2CO3质量，进而求得其质量分数，不符题意；
B．碱石灰吸收的成分是CO2和水蒸气，故其增重无法对应计算Na2CO3质量，符合题意；
C．可由生成的BaCO3沉淀质量计算出Na2CO3质量，进一步求得Na2CO3的质量分数，不符题意；
D．生成的bg气体是O2，故可计算出混合物中Na2O2质量，那么Na2CO3质量及质量分数也可进一步求得，不符题意；
综上，本题选B。
3．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1L溶液，取出50mL溶液然后滴加一定物质的量浓度的盐酸得到的图像如图所示，下列说法正确的是
A．标注NaCl的直线代表产生的CO2的物质的量
B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1：2
C．盐酸的浓度是0.05mol·L-1
D．盐酸加到150mL时，放出CO2气体2.24L(标准状况下)
【答案】C
【解析】
A．0 50mL段发生反应为Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，没有二氧化碳生成，标注NaC1的直线不能代表产生的CO2的物质的量，A说法错误；
B．根据图示中(0，2.5)可知，原混合物中原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比的物质的量之比为1：1，B说法错误；
C．50mL溶液中Na2CO3完全转化成NaHCO3，消耗50mL盐酸，根据Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3可知，n(HCl)=n(Na2CO3)=2.5×10 3mol，该盐酸的浓度为：c(HCl)==0.05mol/L，C说法正确；
D．由图可知50mL 150mL发生反应为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知n(CO2)=n(HCl)=0.1L×0.05mol/L×22.4L/mol=0.112L=112mL，D说法错误；
答案为C。
4．实验室使用pH传感器来测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。称取1.59 g样品，溶于水配成250.00 mL溶液，取出25.00 mL，该溶液用0.1 mol·L-1盐酸进行滴定，得到如下曲线。以下说法或操作正确的是（ ）
A．第一个计量点之前发生反应的离子方程式：HCO3-+H+=H2O+CO2↑
B．第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是Cl-、HCO3-
C．此样品中n(NaHCO3)=(28.1-2×11.9)×10-3 mol
D．使用该方法测定Na2CO3和NaOH混合溶液中的NaOH含量，将会得到1个计量点
【答案】C
【分析】
A. 第一个计量点前溶液显示碱性，据此确定发生的离子反应；
B. 第二个计量点溶液pH=4，显示酸性，据此确定存在的离子；
C. Na2CO3和NaHCO3混合物加盐酸，先是碳酸钠转化为碳酸氢钠，随后是碳酸氢钠转化为氯化钠的过程，据此计算；
D. Na2CO3和NaOH混合溶液中加入盐酸，先是HCl和NaOH发生中和反应，然后是HCl和Na2CO3之间发生反应，据此回答。
【解析】
A. 根据图示知道第一个计量点前溶液显示碱性，发生的离子反应：CO32-+H+=HCO3-，A错误；
B. 第二个计量点溶液pH=4，显示酸性，H+与HCO3-会发生反应，因此不能大量存在HCO3-离子，B错误；
C. Na2CO3和NaHCO3混合物加盐酸，首先是碳酸钠转化为碳酸氢钠：CO32-+H+=HCO3-，此时消耗的盐酸的体积为11.9 mL，随后是碳酸氢钠转化为氯化钠的过程，HCO3-+H+=H2O+CO2↑，由于CO32-+H+=HCO3-过程和HCO3-+H+=H2O+CO2↑过程消耗的盐酸体积应该是相同的，所以样品中碳酸钠消耗的盐酸为2×11.9 mL，则样品中碳酸氢钠消耗的盐酸n(HCl)=(28.1-2×11.9)×10-3 L×0.1 mol/L=(28.1-2×11.9)×10-4 mol，所以此样品n(NaHCO3)= (28.1-2×11.9)×10-4 mol×10=(28.1-2×11.9)×10-3 mol，C正确；
D. Na2CO3和NaOH混合溶液中加入盐酸，HCl先和氢氧化钠发生中和反应，然后是HCl和Na2CO3之间发生反应，生成NaHCO3，最后是生成氯化钠，不止得到1个计量点，是三个计量点，D错误；
故合理选项是C。
5．工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取ag工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体。则该样品中纯碱的质量分数是（ ）
A．×100% B．×100%
C．×100% D．×100%
【答案】D
【解析】
设样品中碳酸钠的质量是m；
该样品中纯碱的质量分数是 ×100%，故选D。
6．Na2CO3固体中可能含有杂质K2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种，取10g样品，加入一定量的稀盐酸产生气体4.4g，下列分析正确的是（ ）
A．一定含有NaHCO3 B．一定含有K2CO3
C．可能含有NaHCO3 D．一定含有NaCl
【答案】A
【分析】
n（CO2）==0.1mol，则M== 100g/mol，而M（K2CO3）＞100 g/mol，M（Na2CO3）＞100 g/mol，M（NaHCO3）<100 g/mol，因NaCl与盐酸不反应，且Na2CO3和K2CO3的相对分子质量都大于100，则一定含有NaHCO3，以此解答该题。
【解析】
n（CO2）==0.1mol，则M== 100g/mol，而M（K2CO3）＞100 g/mol，M（Na2CO3）＞100 g/mol，M（NaHCO3）<100 g/mol， NaCl与盐酸不反应，且Na2CO3和K2CO3的相对分子质量都大于100，最后要达到平均相对分子质量为100，则一定含有NaHCO3。
答案选A。
7．向四瓶盛有相同物质的量的NaOH溶液中通入体积不同的CO2气体后，得到①②③④四瓶溶液。分别向四瓶溶液中逐滴加入等浓度的盐酸，产生的气体体积V(CO2)与所加盐酸体积V(HCl)的关系如下图所示，且图②③④中分别有OA＜AB、OA=AB、OA＞AB,则下列分析与判断正确的是(忽略CO2的溶解)
A．①中通入的CO2最少 B．③中的溶质只有Na2CO3
C．有两种溶质的是②和③ D．若④中OA＞2AB,则有c(NaOH)＜c(Na2CO3)
【答案】B
【解析】
向四瓶盛有相同物质的量的NaOH溶液中通入体积不同的CO2气体后，得到①②③④四瓶溶液，因CO2的体积不同，则所得溶液中的溶质可能为：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3，分别向四瓶溶液中逐滴加入等浓度的盐酸，可能发生的反应有：NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，A．图①中加入盐酸立即有CO2生成，说明溶质只有一种，即NaHCO3，说明①中通入的CO2最多，故A错误；B．图③中OA=AB，说明溶质只有Na2CO3，故B正确；C．由上述分析可知，③中只有一种溶质，图②中OA＜AB，说明溶液中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，故C错误；D．图④中OA＞2AB，说明溶液中含有NaOH和Na2CO3两种溶质， 设溶液中Na2CO3的物质的量为amol，NaOH的物质的量为bmol，OA段发生的反应为：NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，AB段发生的反应为：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，由反应方程式可知，OA段消耗HCl的物质的量为(a+b)mol，AB段消耗HCl的物质的量为amol，则(a+b)＞2a，得b＞a，即c(NaOH)＞c(Na2CO3)，故D错误；答案选B。
8．为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可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：
请回答：
(1)仪器a的名称是_________________。
(2)装置B中冰水的作用是__________________________________。
(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是__________________。
A．样品分解不完全
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气
(4)若m=100g，加热至恒重，玻璃试管中固体质量变为96.9g，则样品中碳酸钠的质量分数为________
【答案】(1)干燥管 (2) 冷凝反应生成的水蒸气 (3) AC (4) 91.6%
【分析】
按照图示连接好装置后，利用气体赶净装置中的空气，X为氮气，避免空气中二氧化碳影响测定结果，固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B，利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，进入装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，最后干燥管中为碱石灰是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果，据此分析解答。
【解析】
(1)依据仪器形状和用途，仪器a名称为干燥管，故答案为干燥管；
(2)装置B利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，防止水蒸气进入装置C造成误导结果增大，故答案为：冷凝反应生成的水蒸气；
(3)A．样品分解不完全，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，则碳酸钠质量增大，导致碳酸钠的质量分数偏高，故A正确；
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，水蒸气进入装置C导致测定二氧化碳质量增大，碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，故B错误；
C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，碳酸钠质量增大导致碳酸钠的质量分数偏高，故C正确；
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气，会导致空气中二氧化碳也被装置C吸收，测定碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，故D错误；
故答案为AC。
(4)若m=100g，加热至恒重，玻璃试管中固体质量变为96.9g，根据差量法，结合方程式2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，分解168份碳酸氢钠，固体质量减少44+18=62份，实际固体减少100g-96.9g=3.1g，则参加反应的碳酸氢钠的质量为=8.4g，则样品中碳酸钠的质量分数为=91.6%，故答案为：91.6%。
9．为了测量NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数。
方案一：有人设计了如下的装置。准确称取混合物样品m g盛于试管B中并连接装置，其中C、D为玻璃管，C带有刻度，回答下面有关小题。
(1)A装置的名称为_______
(2)C、D装置中的饱和X溶液应该选下列中的_______(填序号)
a．NaOH溶液 b．蒸馏水 c．碳酸钠溶液 d．碳酸氢钠溶液
A中选用的试剂为稀H2SO4而不能选稀HCl的原因是_______。
(3)实验结束读数之前，要进行的操作是_______。
方案二：有同学经过思考提出，还可以通过如下方法测定组成，步骤为：
①称取一定量的混合物样品
②并向其中逐滴滴入0.1000 mol/L稀盐酸，记录生成的气体体积和滴入盐酸体积，如图所示：
(4)则生成CO2 在标况下的体积为_______mL，该混合物中Na2CO3的质量分数_______(保留两位小数)。
【答案】(1)分液漏斗 (2) d 盐酸挥发出HCl与C、D中NaHCO3 反应，生成CO2，使测得的CO2体积偏大 (3) ①冷却至室温 ②上下移动D管，使左右液面相平 (4) 67.2 55.79%
【分析】
方案一：测量NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数，由装置可知： A为分液漏斗， A中为稀硫酸，与NaHCO3、Na2CO3均反应生成CO2，C、D为玻璃管， C带有刻度，由C和D测定生成CO2的体积，X应为碳酸氢钠溶液，碳酸氢钠溶液可抑制二氧化碳的溶解，然后利用混合物质量及二氧化碳的体积可计算碳酸钠的质量；
方案二：消耗HCl在0～15.00 mL时发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，据此计算Na2CO3的物质的量；HCl体积在15.00 mL～45.00 mL时发生反应：HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O，根据碳酸钠与盐酸两步反应消耗盐酸相同，前后消耗盐酸的体积差值计算NaHCO3消耗盐酸的体积，然后计算NaHCO3的物质的量，然后确定混合物中Na2CO3的质量分数。
【解析】
(1)根据图示可知A装置的名称是分液漏斗；
(2)CO2与NaOH、Na2CO3均反应，且CO2可溶于水，而NaHCO3溶液可抑制CO2气体的溶解，C、D装置中的饱和X溶液应该为饱和NaHCO3溶液，故合理选项是d；
A中选用试剂为稀H2SO4而不能选稀HCl，原因是盐酸挥发出HCl与C、D中NaHCO3 反应，生成CO2，导致测得的CO2体积偏大；
(3)实验结束读数之前，为准确测量CO2气体的体积，要进行的操作是：①冷却至室温；②上下移动D管，使左右液面相平再读数；
(4)滴加盐酸体积从15.00 mL～45.00 mL时发生反应：HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O，n(CO2)=n(NaHCO3)总=n(HCl)=0.1000 mol/L×0.03 L=0.0030 mol，则生成CO2 在标况下的体积V(CO2)=0.0030 mol×22.4 L/mol×103 mL/L=67.2 mL；根据Na2CO3与盐酸反应分步进行，第一步是Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，第二步是HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O，两步反应消耗盐酸相同，由图象可知消耗盐酸前15 mL发生的是Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，则n(Na2CO3)=0.1000 mol/L×0.015 L=0.0015 mol，则原固体中NaHCO3消耗HCl的体积是(45.00 mL-15.00 mL)-15.00 mL=15.00 mL，根据HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O可知n(NaHCO3)原=0.0015 mol，所以原固体样品中Na2CO3、NaHCO3的物质的量的比是1:1，故样品中Na2CO3的质量分数为：=55.79%。
10．如图实验装置用于验证某些物质的性质。在试管A中装入足量的固体Na2CO3和 NaHCO3混合物，D为固定蚊香的硬纸片。试回答下列问题：
(1)B装置的作用是_______。
(2)在双球干燥管C中发生反应的化学方程式是_______。
(3)双球干燥管C处和D处观察到的实验现象是：C处_______， D处_______；若将干燥管内的Na2O2换成Na2O，则出现的不同的实验现象是：_______。
(4)若一开始A管内固体质量为10.0 g，充分反应后A管内固体质量减少了3.1 g，求原混合物中碳酸钠的质量分数_______。(写出解题过程)
【答案】(1)除去水蒸气 (2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (3) C处淡黄色固体逐渐变为白色 D处蚊香燃烧更旺 D处蚊香逐渐熄灭 (4)16.0%
【分析】
NaHCO3不稳定，受热发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，产生的CO2经B装置的浓硫酸干燥后进入装置C中，发生反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，使固体由淡黄色变为白色，这时会看到D中蚊香燃烧的更旺；若是将Na2O2换成Na2O，反应产生Na2CO3，但没有O2产生，蚊香处于缺氧环境中而熄灭。根据反应前后固体减少质量确定碳酸氢钠的质量，进而可计算出碳酸钠的质量分数。
【解析】
(1)B 装置中盛有浓硫酸，其作用是除去二氧化碳中的水蒸气(或干燥二氧化碳)；
(2)在双球干燥管 C 中，CO2与Na2O2反应产生碳酸钠和O2，发生反应的化学方程式是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
(3)在双球干燥管 C 处发生反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，看到C处淡黄色固体逐渐变为白色，在D 处燃着的蚊香处于氧气环境中会燃烧的更旺；
若将干燥管内的 Na2O2 换成 Na2O，CO2与Na2O反应只产生Na2CO3，由于没有O2产生，蚊香可能会因为缺氧导致熄灭；
(4)根据方程式：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知：固体中每有2×84 g NaHCO3发生分解，固体质量会减轻62 g，若一开始 A 管内固体质量为 10.0 g，充分反应后 A 管内固体质量减少了 3.1 g，则该固体中含有NaHCO3的质量m(NaHCO3)==8.4 g，则原混合物中碳酸钠的质量是m(Na2CO3)=10.0 g-8.4 g=1.6 g，所以碳酸钠的质量分数为=16.0%。
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