《2025年天星教育试题调研化学第9辑》

原创预测2 阅读下列材料，完成3~5小题。
某小组同学设计实验改进侯氏制碱法制备Na₂CO₃固体，并用双指示剂法测定制得的固体中Na₂CO₃、NaHCO₃的质量分数，实验步骤如下：
①量取50.0 mL一定浓度的NaCl溶液于烧杯中，加热，温度控制在30~35℃。
②称取20.0 g NH₄HCO₃固体，在不断搅拌下，分批次加到上述溶液中，加料完毕后继续充分搅拌20 min，并保持反应要求的温度。
③静置几分钟后，减压过滤，得到NaHCO₃晶体，抽干后用乙醇洗涤。
④灼烧所得固体，得到Na₂CO₃固体产品。
⑤称取m g Na₂CO₃固体产品，溶于水配制成溶液，加入指示剂X，用c mol·L⁻¹盐酸标准溶液滴定至第一滴定终点，消耗盐酸标准溶液V₁ mL。
⑥加入指示剂Y继续滴定至第二滴定终点(为了使滴定终点时的现象更明显，滴定终点前暂停滴定，加热除去CO₂)，消耗盐酸标准溶液V₂ mL。
命题依据
本题为实验操作+实验计算+实验原理题组，在Na₂CO₃经典制备实验的基础上使用新颖的实验方法双指示剂法测定Na₂CO₃、NaHCO₃的质量分数，考查内容及形式都做到了创新，非常契合高考化学兼具创新性与灵活性的命题形式，考生备考时应高度重视这类题型，更好地适应高考的变化和要求。
1. 对于上述实验，下列说法正确的是
A. 加热NaCl溶液时使用酒精灯直接加热
B. 减压过滤时使用普通漏斗、吸滤瓶
C. 减压过滤结束后先关闭水龙头，再拆下橡皮管
D. 选用聚四氟乙烯滴定管盛装盐酸标准溶液
2. 制得的固体中Na₂CO₃的质量分数计算正确的是
A. $\frac{cV_1×106}{1000m}×100\%$
B. $\frac{cV_2×106}{1000m}×100\%$
C. $\frac{c(V_2 - V_1)×106}{1000m}×100\%$
D. $\frac{c(V_1 - V_2)×106}{1000m}×100\%$
3. 根据上述实验原理，下列说法正确的是
A. 得到NaHCO₃的化学方程式为NaCl + H₂O + CO₂ + NH₃ = NaHCO₃↓ + NH₄Cl
B. 第一滴定终点的指示剂X为甲基橙
C. 第二滴定终点溶液的颜色变化为红色变为无色
D. 第二滴定终点溶液变色时立即读数，30 s内溶液又恢复原色，测得产品中NaHCO₃的质量分数偏小

答案： 解析
1. 由题意可知，加热NaCl溶液时，加热温度需控制在30~35℃，为使烧杯受热均匀且便于控制温度，应采用水浴加热，A错误。减压过滤时需要用到的是布氏漏斗而不是普通漏斗，B错误。减压过滤结束后应先拆下橡皮管，再关闭水龙头，以防发生倒吸，C错误。聚四氟乙烯耐酸碱，故可选用聚四氟乙烯滴定管盛装盐酸标准溶液，D正确。
2. 用双指示剂法滴定，达到第一滴定终点时Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃，发生反应Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl，指示剂X为酚酞，Na₂CO₃的质量分数为$\frac{c\ mol·L^{-1}×V_1×10^{-3}\ L×106\ g·mol^{-1}}{m\ g}×100\% = \frac{cV_1×106}{1000m}×100\%$，A正确。
3. 由步骤①、②、③可知，该实验中得到NaHCO₃的化学方程式为NaCl + NH₄HCO₃ = NaHCO₃↓ + NH₄Cl，A错误。由上述分析可知，指示剂X为酚酞，达到第一滴定终点时Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃，溶液颜色由红色变为无色；指示剂Y为甲基橙，达到第二滴定终点时NaHCO₃完全转化为H₂CO₃，溶液颜色由黄色变为橙色，B、C错误。达到第二滴定终点时，发生反应NaHCO₃ + HCl = H₂CO₃ + NaCl，产品中NaHCO₃的质量分数为$\frac{c\ mol·L^{-1}×(V_2 - V_1)×10^{-3}\ L×84\ g·mol^{-1}}{m\ g}×100\% = \frac{c(V_2 - V_1)×84}{1000m}×100\%$，第二滴定终点溶液变色时立即读数，30 s内溶液又恢复原色，导致V₂值偏小，测得产品中NaHCO₃的质量分数偏小，D正确。