Question

某學校化學興趣小組從超市購買了一瓶維C泡騰片．如圖1是其標簽上的部分內容，為探究泡騰片中碳酸氫鈉的質量分數是多少，在老師的指導下設計了以下實驗．

查閱資料：
（1）泡騰片遇水，自身內的檸檬酸和NaHCO₃就會發生反應：3NaHCO₃+H₃C₆H₅O₇=Na₃C₆H₅O₇+3H₂O+3CO₂↑
（2）泡騰片自身的檸檬酸可能不足，再加入足量的鹽酸NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑（除碳酸氫鈉外，其它物質與酸反應不產生氣體）
（3）CO₂在飽和的碳酸氫鈉溶液中的溶解度很小，可以忽略不計．
[儀器]：天平、磁力攪拌器、500mL洗瓶、空膠囊、試管、錐形瓶、燒杯、100mL量筒、10mL量筒
[藥品]：蒸餾水、鹽酸、泡騰片
[步驟]：
（1）用天平稱量并記錄一個空膠囊的質量m₁；
（2）在膠囊里裝滿泡騰片粉末，稱量并記錄總質量m₂；
（3）準備一小試管，放入小型磁力攪拌子．加入4mL鹽酸（足量），再把膠囊放到試管中；
（4）在500mL洗瓶內裝入一定量的飽和碳酸氫鈉溶液；
（5）小明用天平設法稱量出試管質量m₃（膠囊質量+試管質量+鹽酸質量+攪拌子質量）；
（6）把小試管小心放入洗瓶（如圖2所示），蓋好洗瓶的蓋子，放在磁力攪拌器上；
（7）等待膠囊溶解，泡騰片與鹽酸作用，反應接近完成，打開攪拌器，直至洗瓶內無液體流出，用量筒接取洗瓶內流出的液體讀數為V；
（8）從洗瓶中取出試管，擦干表面的水，測出試管內剩余物質的總質量m₄．
[數據處理]：
（1）泡騰片的質量=

 

；
（2）產生的CO₂質量為

 

；
（3）碳酸氫鈉的質量分數為

 

．
[問題討論]：
①第（5）步中試管內有液體，不易直接稱量，請你設計一種稱量方法：

 

；
②第（6）步中不小心有少量碳酸氫鈉溶液溢出，則此時流出的液體對最終實驗結果

 

（填“有”或“無”）影響．
③同學們認為還可以根據排出溶液的體積來計算碳酸氫鈉的質量分數，缺少的數據為

 

；查閱資料找到數據后，若某同學在量筒讀數時俯視讀數，則他測出的碳酸氫鈉的質量分數跟實際值相比，是

 

的．（填“偏大”或“偏小”“不變”）．

Answer 1

分析：（1）根據泡騰片的質量等于膠囊里裝滿泡騰片粉末減去空膠囊的質量進行解答．
（2）根據試管反應完畢后減少的質量為二氧化碳的質量進行解答；
（3）根據二氧化碳的質量利用化學反應方程式求出碳酸氫鈉的質量進而求出碳酸氫鈉的質量分數進行解答；
[問題討論]：①根據將試管放入一個已知質量的小燒杯內，稱出總重減去小燒杯的質量進行解答；
②根據測量的是二氧化碳的質量進行解答；
③根據密度公式可知還需要此溫度下二氧化碳的密度，然后再利用體積求出二氧化碳質量以及俯視會使測出的碳酸氫鈉的質量分數跟實際值相比偏小進行解答．

解答：解：（1）泡騰片的質量等于膠囊里裝滿泡騰片粉末減去空膠囊的質量，故泡騰片的質量=m₂-m₁；
（2）試管反應完畢后減少的質量為二氧化碳的質量，產生的CO₂質量為m₃-m₄；
（3）設碳酸氫鈉的質量為x．
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
84                  44
 x                 m₃-m₄

84

x

=

44

m3-m4

x=

21 (m3-m4)

11

碳酸氫鈉的質量分數=

21(m3-m4)

11(m2-m1)

[問題討論]：①第（5）步中試管內有液體，不易直接稱量，可以將試管放入一個已知質量的小燒杯內，稱出總重減去小燒杯的質量；
②測量的是二氧化碳的質量，第（6）步中不小心有少量碳酸氫鈉溶液溢出，則此時流出的液體對最終實驗結果無影響；
③密度公式可知還需要此溫度下二氧化碳的密度，然后再利用體積求出二氧化碳質量，所以缺少的數據為：此溫度下二氧化碳的密度；俯視會使測出的碳酸氫鈉的質量分數跟實際值相比偏小．
故答案為：（1）m₂-m₁；（2）m₃-m₄；（3）

21(m3-m4)

11(m2-m1)

；
[問題討論]：①將試管放入一個已知質量的小燒杯內，稱出總重減去小燒杯的質量；②無；③此溫度下二氧化碳的密度；偏小．

點評：本題主要考查了根據實驗對碳酸氫鈉和鹽酸反應的正確的判斷和理解，難度較大，綜合性強．