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1、工业纯碱中碳酸钠含量的测定学案-实验方案的设计与评价【学习目标】：1、知道碳酸钠的化学性质，会根据化学方程式分析数据。（知)2、了解定性分析到定量分析物质的思维方法。（智）3、了解实验方案设计的一般过程。（智）3、使学生树立起爱护环境的意识。(情）4、培养学生严谨求实、不畏艰难的科学态度。(情）【学习过程】活动一：瞻仰民族英雄活动一：瞻仰民族英雄联合制减法（又称侯氏制碱法）是我国化工专家侯德榜（18901974）于 1943 年创立的。他将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品。原料是食盐、氨和二氧化碳。联合制减法与氨碱法比较,其最大的优点是使食盐的利用率提高到 96以
2、上，使用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。问题一：根据生产工艺,工业纯碱是纯的 Na2CO3吗？问题二：依据什么公式来计算工业纯碱中Na2CO3的含量呢?活动二：初探纯碱性质活动二：初探纯碱性质【活动与探究 1】至少选用三类不同物质的溶液至少选用三类不同物质的溶液来探究纯碱样品中碳酸钠的性质，药品（稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钙溶液、氢氧化钡溶液、氯化钙溶液、氯化钡溶液）和仪器（试管若干、烧杯）。写出化学方程式性质一：性质二：性质三：活动三：再测纯碱含量活动三：再测纯碱含量方案一：气体分析法方案一：气体分析法目的原理：选择试剂:选择仪器：设计装置：【活动与探究 2】就分析出的缺陷,选择使用选择使用信
3、封中的卡纸片对实验装置进行改进.贴图区实验步骤：【交流与讨论】在括号内填上正确的顺序序号.（）打开弹簧夹,再次在左端通入空气（）连接好装置，检查气密性,装药品（纯碱样品12g）（)关闭弹簧夹，慢慢滴加稀硫酸至过量,直至 A 中无气泡冒出()再次称量 C 的质量 m2。（）打开弹簧夹,在左端缓缓通入一段时间空气（)称量 C 的质量 m1数据处理:若 m(CO2）=m=m2-m1=4.4g，请根据实验数据算出工业纯碱中碳酸钠的质量分数?得出结论:方案二：沉淀分析法方案二：沉淀分析法先称取一定量的样品，溶解后可以加入足量的、溶液，然后(填一操作名称），将得到的沉淀洗涤干燥并称量，最后根据沉淀的质量求
4、出 Na2CO3的质量分数。问题一:从反应效果和保护环境角度分析，选择哪种试剂最合适？为什么？并写出所选试剂与碳酸钠反应的化学方程式问题二：为什么所加试剂必须足量？问题三：若过滤得到的滤渣不经洗涤直接干燥，会有怎么的误差？怎么验证已经洗涤干净了？活动四活动四:评价实验方案评价实验方案问题一：你觉得以上两种方案，哪种更有优势？为什么？问题二：侯德榜的贡献不仅在于是“联合制减法的创始人，还在于他改进了生产化肥-碳酸氢铵的工艺.你会设计实验方案测定化肥中碳酸氢铵的含量吗？【课堂反馈】1.某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数)，组内一同学设计了如下实验：【
5、设计实验方案】实验装置（如图 2 所示，固定装置略去）：需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后 C 装置（包含氢氧化钠固体）的质量。（1)A 装置中反应化学方程式是。为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作是。（2）B 装置的作用是；C 装置的化学方程式是是；（3）补充 D 装置 (简要叙述或画出装置示意图）。【交流与表达】(4）有同学认为图 2 所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是。（5)为了克服图 2 装置的不足,有同学提出,还应增加图 1 装置与 A 装置连接（A 装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图 1 装置分两次缓缓鼓入空气。反应前，断开 B、C 装置
6、之间的连接，用图 1 装置鼓入空气的作用是。反应后，用图 1 装置鼓入空气的作用是 .在 A 装置中的反应发生时,开关 K 处于关闭状态，其原因是 .【数据处理】(6）称得纯碱样品的质量为10.8g，实验前、后C 装置的总质量分别为 75。2g 和 79。6g,纯碱的纯度为（计算结果保留小数点后 1 位）。【反思与评价】（7)能否用稀盐酸代替稀硫酸?同学们经过讨论认为不能，理由是是。（8）改进后的实验装置能减少测定的误差，原因是反应生成的 CO2尽可能被装置 C 吸收；。2.课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为 Na2CO3、还含有少量 NaCl，其它杂质不计）和石灰乳(氢氧
7、化钙的悬浊液）为原料制备烧碱,并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定。【粗产品制备】（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合,反应的化学方程式为。(2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶,制得 NaOH 粗产品。【粗产品成分分析】（1)取适量粗产品溶于水，加入Ba(NO3）2溶液出现白色浑浊,发生反应的化学方程式为 ,该粗产品中一定不含有 ,理由是。（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质。【粗产品含量测定】Na2CO3含量的测定：（1)该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置.取 20。0g 粗产品，进行实验.【说明】碱石灰是
8、CaO 与 NaOH 的固体混合物。E 装置中的饱和 NaHCO3溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢，发生的反应为:NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O.(2)操作步骤连接好装置，检查气密性；打开弹簧夹 C，在 A 处缓缓通入一段时间空气;称量 G 的质量；关闭弹簧夹 C，慢慢滴加浓盐酸至过量,直至 D 中无气泡冒出；打开弹簧夹 C,再次缓缓通入一段时间空气；再次称量 G 的质量，得前后两次质量差为 4.8g。(3）问题探究F 中的试剂应为。B 装置的作用是，H 装置的作用是。若没有 H 装置，则测定的 Na2CO3的质量分数会（填“偏大”、“偏小、“不变）。事实上 20。0 g 粗产品只能产生 4。4 g CO2。请你仔细分析上述实验，解释实验值 4。8g 比正确值 4。4 g偏大的原因(假设操作均正确）。（4）数据计算根据正确值 4.4 g 可求得粗产品中 Na2CO3的质量分数为%。NaOH 含量的测定：该小组同学又另取 20。0g 粗产品，逐滴加入 20%的盐酸至恰好完全反应时,消耗盐酸的质量为 73 g，放出CO2 4.4 g(不考虑二氧化碳气体的溶解）。求原粗产品中 NaOH 的质量分数。（写出计算过程）