第二单元　研究物质的实验方法主要内容及教案内容

微专题6 碳酸钠质量分数测定的实验探究教学设计

一、课标要求：

结合真实情境中的应用实例或通过实验探究了解钠及其化合物的主要性质，了解这些物质在生产生活中的应用。

二、学习目标：

1、通过实验探究掌握测定Na2CO3质量分数的常用方法。

2、通过探究掌握实验装置的选择。

三、学习重难点：测定Na2CO3质量分数的常用方法以及实验装置选择的方法。

四、教学过程

[借题引入]：由工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl杂质。要想知道现有的工业Na2CO3是否合格，设计一个最佳测定产品中Na2CO3质量分数的方案。

[学生思考] 交流讨论。

学生1：测定样品中Na2CO3质量分数，我们只要知道碳酸根就可以了，我们可以加入氯化钙溶液，从产生的沉淀碳酸钙的质量来求出Na2CO3质量。

教师：她的这个方法是我们学习酸碱盐时最常用的沉淀法。那么还有没有其他的方法呢？

学生 2：我想到了碳酸根遇酸会有CO2气体产生，我们也可以通过与酸反应产生的CO2的质量，进一步得到Na2CO3质量。

教师：沉淀法我们前面已经练习过了，今天我们重点来讨论气体法Na2CO3含量的测定。我们首先要思考应该选用什么酸与样品反应? （设计意图：创设真实的问题情境，以驱动学生进行探究，提出本节课的课题。）

[学生思考] 交流讨论。

学生

：经我们小组分析，确定选用H2SO4与样品反应，因为盐酸具有挥发性，使CO2气体中混有氯化氢气体，测量的结果不准确，偏大。

教师：我们已经确定好了用H2SO4与样品反应，那么称质量还是量体积呢？ [学生思考] 交流讨论。

学生：我们采用成质量的方法，因为二氧化碳的密度会随着压强的改变而改变。

教师：我们已经知道了用何种药品，下面我们分小组来讨论一下，选择合适的装置。

[学生讨论] 分组交流，设计实验方案。

教师巡视，注意学生装配的装置，为下面的层层递进，做好铺垫。

[交流共享] 小组代表讲解自己的设计方案，老师和同学对该方案进行分析讨论。

（设计意图：能设计解决简单化学问题的探究方案，运用比较、分类、归纳、概括等方法形成探究结论。）

选择装置图1的小组：我们小组利用碱石灰来吸收生成的二氧化碳，称量反应前后干燥管的质量差就得到了二氧化碳的质量，从而得到碳酸钠的质量。

装置2的小组：稀H2SO4与样品反应放出的CO2气体中可能含有水蒸气，在进入干燥管前必须除去，否则会使测定结果偏大，这样我们小组才实验装置设计成此装置，学生展示（图2）装置

装置3的小组：我们小组学生又发现当反应停止以后，广口瓶中还有CO2气体未被吸收，会使测量结果偏小。怎样才能保证广口瓶中的剩余CO2气体也被碱石灰吸收，对照图中所给的仪器，我们小组发现，只要内装置中鼓入空气，利用空气将广口瓶中的CO2气体排到干燥管中得到实验装置（图3）；学生展示

装置4的小组：我们小组不同意他们小组的想法，因为空气中有二氧化碳，若不除去空气中的CO2气体，否则会使测定结果偏大。我们小组认为，还要在空气鼓入发生装置前，一定要通过氢氧化钠溶液以出去空气中的二氧化碳。

教师：同学们设计的都很好，但是呢，空气中有二氧化碳，他对我们最佳的这套装置，还有没影响呢？

[学生思考] 交流讨论。

教师补充：装有碱石灰的干燥管直接与空气接触，会吸收空气中的二氧化碳，使结果偏大。

学生：那应该在这套装置的最后再接上一个干燥管，防止空气中的二氧化碳造成的影响。

（设计意图：抛出问题，让学生自由讨论，在讨论中逐渐完善自己的方案，培养学生思维的缜密性，加强了学生合作学习的能力和品质，在学生方案的评价基础上，进一步优化设计方案，培养学生迁移、比较的能力。

教师：我们已经有了药品和装置，下面我们来完成实验，我们第一步要干什么呢？

学生：这是与气体有关的实验，第一步一定要检查装置的气密性

图1 图2 图3

图4

板书设计：

碳酸钠质量分数测定的实验探究

方法一：

(1)实验方案：

原理：_____________________________________ （2）实验药品及装置探究

小组交流并总结下列问题：

①酸使用哪种最好？为什么？

②实验操作中的应注意什么问题？

③每步装置的作用是什么？

方法二：

（1）实验方案：

原理：_____________________________________ 小组交流并总结下列问题：

①如何证明碳酸根离子已经全部转化为沉淀？

②过滤操作的要点是什么？

③如何洗涤沉淀？

④如何证明沉淀已经洗净？

例题1、（2017福州高三模拟）化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。请你参与并完成对有关问题的解答：

(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是__________，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是____________________。

(2)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(m

g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。

①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的_________________________，则装置气密性良好。

②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的______(填“体积”或“质量”)。

例题2：丙同学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丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为__________。

课堂检测：（打击假冒伪劣）2005年浙江某综合实践活动小组在进行“诚信商品”研讨时，检验商品标签所列成分及含量与实际是否相符。随机取出市售“纯碱”样品（成分说明如图），经检验杂质仅含氯化钠。准确称取样品10.9g，加入足量的氯化钙溶液使其完全沉淀。将反应生成的沉淀物经过滤、洗涤、烘干，干燥后得到白色固体10g。根据检验结果，通过计算，此纯碱是否可以列入“诚信商品”。

作业：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

2、实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3)，称取此混合物5.0 g，溶于水中，配成250 mL溶液。

－方案一：沉淀法。利用化学反应把HCO－CO23、3完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中w(Na2CO3)。

2－(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO－3、CO3

完全转化为沉淀，应选用的试剂是________(填字母)。

A．CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液

(2)过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是_____________________________________。

方案二：量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足量稀硫酸反应，测定生成气体在通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)的体积，由此计算混合物中w(Na2CO3)。

(1)装置中导管a的作用是_________________________________。

(2)若撤去导管a，使测得气体体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。