跟蹤檢測（六十一）大題考法（2）——定量實驗的設(shè)計與評價1．某助熔劑具有較好的熱穩(wěn)定性，是兩種常見鈉鹽的混合物，其中一種組分是NaCl。為確定另一種組分X及其含量，甲、乙兩個小組進(jìn)行了以下實驗。(1)取適量樣品，注入裝置A中，測定組分X的化學(xué)式。①甲組用圖Ⅰ的裝置進(jìn)行實驗，觀察到相應(yīng)實驗現(xiàn)象，則X的化學(xué)式是________。②乙組只用圖Ⅰ中裝置A和C進(jìn)行實驗，得到與甲組相同的實驗結(jié)論，則分液漏斗中盛裝的溶液應(yīng)換為__________，原因是_______________________________________。(2)甲、乙組分別用以下方法測定組分X的含量。①甲組用裝置A和圖Ⅱ中所示的部分裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實驗。請選擇必要的裝置，依次連接的合理順序為裝置A后接________(填儀器接口的字母)。完成一組實驗，除樣品的質(zhì)量外，還需測定的實驗數(shù)據(jù)有_________________________________________________。②乙組用酸堿滴定法測定X的含量。準(zhǔn)確稱取兩份樣品，滴入少量水潤濕后，分別加入0.2000mol·L－1的鹽酸40.00mL，加入2滴酚酞作為指示劑，用0.2000mol·L－1的NaOH溶液滴定過量鹽酸至終點，實驗數(shù)據(jù)列于下表中。m試樣/gV(NaOH)/mL滴定前刻度滴定后刻度0.32000.5220.480.32000.3520.39Ⅰ.滴定過程中選用的滴定管是________________。Ⅱ.滴定至終點時的現(xiàn)象為______________________________________________。Ⅲ.樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________。③乙組測得的X含量比實際值偏高，可能的原因是_________(填字母)。A．用NaOH溶液潤洗滴定管B．滴定終點讀數(shù)時仰視液面刻度C．滴定時少量溶液濺出錐形瓶D．滴定終點時滴定管尖嘴部分出現(xiàn)氣泡 解析：(1)①與鹽酸反應(yīng)得到的氣體不能使品紅溶液褪色，而能使澄清石灰水變渾濁，說明生成的氣體為CO2，則該助熔劑中含有Na2CO3或NaHCO3，由于NaHCO3受熱易分解，熱穩(wěn)定性較差，所以X是Na2CO3。②乙組只用裝置A和C即可得到相同的實驗結(jié)論，說明反應(yīng)過程中只有CO2生成，則分液漏斗中應(yīng)盛裝稀硝酸，以排除亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉的影響。(2)①測定原理應(yīng)為向樣品中加入足量稀鹽酸，使Na2CO3完全反應(yīng)生成CO2，干燥后用堿石灰吸收，稱量盛堿石灰的干燥管實驗前后的質(zhì)量，二者之差即為生成的CO2的質(zhì)量。②NaOH溶液應(yīng)盛在堿式滴定管中，到達(dá)滴定終點時，溶液由無色變成紅色，且30秒內(nèi)不褪色。兩次滴定消耗NaOH溶液的體積的平均值為20.00mL，則樣品消耗鹽酸n(HCl)＝0.2000mol·L－1×0.04000L－0.2000mol·L－1×0.02000L＝0.004mol，n(Na2CO3)＝n(HCl)＝0.002mol，則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝66.25%。③滴定時，滴定管必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，不會造成誤差，A項不符合題意；滴定終點讀數(shù)時仰視液面刻度，使所讀數(shù)值偏大，則樣品消耗鹽酸的體積偏小，最終結(jié)果偏小，B項不符合題意；溶液濺出錐形瓶，消耗NaOH溶液的體積偏小，則樣品消耗鹽酸的體積偏大，最終結(jié)果偏大，C項符合題意；滴定終點時滴定管尖嘴部分出現(xiàn)氣泡，會造成鹽酸所消耗NaOH溶液的體積偏小，則樣品消耗鹽酸的體積偏大，最終結(jié)果偏大，D項符合題意。答案：(1)①Na2CO3　②稀硝酸　Na2CO3和Na2SO3(或NaHSO3)分別與稀硝酸反應(yīng)，裝置C中的實驗現(xiàn)象不同(2)①e，f，d，c，d(其他合理答案也可)　盛裝堿石灰的干燥管實驗前后的質(zhì)量?、冖?堿式滴定管?、?溶液由無色變成紅色，且30秒內(nèi)不褪色　Ⅲ.66.25%?、跜D2．(2021·天門模擬)工業(yè)用氧化鋁與焦炭在氮氣流中加強熱制備氮化鋁(AlN)，氮化鋁樣品中含少量Al4C3、C、Al2O3雜質(zhì)。某實驗小組擬測定ag氮化鋁樣品中Al4C3含量并探究甲烷與氧化銅反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為CO2。已知：(Ⅰ)AlN、Al4C3都能與水反應(yīng)，分別生成NH3、CH4。(Ⅱ)CH4還原氧化銅：CH4＋4CuO4Cu＋CO2＋2H2O。(1)裝置連接順序為________________(按氣流從左至右)。(2)寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：AlN和稀硫酸反應(yīng)：____________________________________________________；Al4C3與稀硫酸反應(yīng)：__________________________________________________。(3)有下列操作步驟： ①緩緩向A中通入一定量的N2。②稱量B(酒精燈、木塊和鐵架臺除外)，按順序組裝儀器，檢查裝置的氣密性，將樣品放入燒瓶中；③點燃B處酒精燈；④再次稱量B；⑤從分液漏斗中緩慢滴入稀硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體為止；⑥再次緩慢通入一定量的N2。正確的操作順序是____________________；操作①的目的是_____________________；若操作③與操作⑤順序顛倒，將導(dǎo)致測得的Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。(4)設(shè)計實驗證明A中有NH生成：________________________________________________________________________________________________________________。(5)實驗結(jié)束后，測得B中固體質(zhì)量減少bg，則樣品中Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________×100%。(6)通過測定C中生成BaCO3的質(zhì)量可以確定甲烷與氧化銅反應(yīng)是否有CO生成。實驗完畢后，測得B中固體質(zhì)量減少bg；對C中混合物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、稱重，當(dāng)m(BaCO3)＝________g時(用含b表達(dá)式表示)，表明氧化產(chǎn)物只有CO2。解析：(1)A裝置中樣品與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生NH3和CH4，NH3溶于A中的水溶液中，從A中出來的氣體有CH4和水蒸氣，經(jīng)過D裝置堿石灰的干燥得到干燥純凈的CH4，通入B裝置中與CuO反應(yīng)生成CO2，再將產(chǎn)生的CO2氣體通入濃Ba(OH)2溶液，Ba(OH)2溶液變渾濁，故正確的順序為A、D、B、C。(2)AlN和稀硫酸反應(yīng)，可以先考慮AlN與水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鋁，然后氨氣和氫氧化鋁再與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和硫酸銨，再將兩個方程式相加可得對應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlN＋4H2SO4===Al2(SO4)3＋(NH4)2SO4；同樣的道理可得Al4C3與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑。(3)組裝好裝置并檢查氣密性，加入試劑，同時稱量B的質(zhì)量，然后向A中通入N2，排除裝置中的空氣，防止對實驗的干擾，然后點燃B處酒精燈，再用分液漏斗放出稀硫酸，產(chǎn)生氣體發(fā)生反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后再通入N2，將CH4完全趕入B中反應(yīng)，并將產(chǎn)生的CO2氣體全部排入濃Ba(OH)2溶液中，冷卻后再稱量B的質(zhì)量，所以正確的實驗步驟順序是：②①③⑤⑥④；操作①的目的是排出裝置內(nèi)的空氣，防止對實驗的干擾；若操作③與操作⑤順序顛倒，在未加熱下CH4不會與CuO反應(yīng)，而導(dǎo)致CH4的量損耗，從而所測Al4C3質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。(5)B中固體質(zhì)量的減少就是CuO中O元素的質(zhì)量，所以O(shè)原子的物質(zhì)的量為mol，所以CuO的物質(zhì)的量也為mol，根據(jù)CH4＋4CuO4Cu＋CO2＋2H2O可知CH4的物質(zhì)的量為CuO的物質(zhì)的量的，即 CH4的物質(zhì)的量為mol，所以Al4C3的物質(zhì)的量為×mol＝mol，其質(zhì)量為mol×144g·mol－1＝g，Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為g÷ag×100%＝×100%。(6)當(dāng)CH4的氧化產(chǎn)物只有CO2時，根據(jù)方程式和第(5)問可知CO2的物質(zhì)的量為CuO的物質(zhì)的量的四分之一，所以CO2的物質(zhì)的量為mol，則生成的BaCO3沉淀的質(zhì)量為mol×197g·mol－1＝g，故當(dāng)m(BaCO3)＝g時，CH4的氧化產(chǎn)物全為CO2。答案：(1)ADBC(2)2AlN＋4H2SO4===Al2(SO4)3＋(NH4)2SO4Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑(3)②①③⑤⑥④　排出裝置內(nèi)的空氣，防止對實驗的干擾　偏小(4)反應(yīng)完畢后，取少量A中溶液于試管，滴加濃NaOH溶液，加熱；用鑷子夾一塊濕潤紅色石蕊試紙放在試管口正上方，試紙變藍(lán)色，則說明A中有NH，否則沒有NH(5)　(6)3．氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機合成中的重要還原劑。某課題組設(shè)計實驗制備氫化鋁鋰并測定其純度。已知：氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應(yīng)并產(chǎn)生同一種氣體。Ⅰ.制備氫化鋰選擇圖1中的裝置制備氫化鋰(有些裝置可重復(fù)使用)：(1)裝置的連接順序(從左至右)為A→________________。(2)檢查好裝置的氣密性，點燃酒精燈前需進(jìn)行的實驗操作是________________________________________________________________________。(3)寫出制備氫化鋰的化學(xué)方程式：__________________。Ⅱ.制備氫化鋁鋰1947年，Schlesinger、Bond和Finholt首次制得氫化鋁鋰，其方法是使氫化鋰與無水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合，攪拌，充分反應(yīng)后，經(jīng)一系列操作得到LiAlH4晶體。(4)寫出氫化鋰與無水三氯化鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅲ.測定氫化鋁鋰產(chǎn)品(不含氫化鋰)的純度(5)按圖2裝配儀器、檢查裝置氣密性并裝好試劑(Y形管中的蒸餾水足量，為了避免氫化鋁鋰遇水發(fā)生爆炸，蒸餾水中需摻入四氫呋喃作稀釋劑)，啟動反應(yīng)的操作是______________________。讀數(shù)之前，上下移動量氣管右側(cè)的容器，使量氣管左、右兩側(cè)的液面在同一水平面上，其目的是________________________________。(6)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，反應(yīng)前量氣管讀數(shù)為V1mL，反應(yīng)完畢并冷卻之后，量氣管讀數(shù)為V2mL。該樣品的純度為______(用含a、V1、V2的代數(shù)式表示)。如果起始讀數(shù)時俯視刻度線，測得的結(jié)果將________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。解析：(1)氫化鋰遇水能夠劇烈反應(yīng)，因此生成的氫氣需要干燥，并除去其中混有的H2S，因此需要先通過NaOH溶液除去硫化氫氣體，再通過濃硫酸干燥，然后在C裝置中發(fā)生反應(yīng)生成氫化鋰，為防止外界水蒸氣進(jìn)入裝置，后面需要接干燥裝置B，最后用排水集氣法收集未反應(yīng)的氫氣，裝置的連接順序(從左至右)為A→D→B→C→B→E。(2)檢查好裝置的氣密性，點燃酒精燈前需要首先制備氫氣，并檢驗氫氣的純度，因此進(jìn)行的實驗操作為打開裝置A中分液漏斗的活塞，一段時間后，用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗純。(3)氫氣與鋰反應(yīng)制備氫化鋰的化學(xué)方程式為2Li＋H22LiH。(4)氫化鋰與無水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合，充分反應(yīng)得到LiAlH4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4LiH＋AlCl3===LiAlH4＋3LiCl。(5)啟動反應(yīng)時只需要傾斜Y形管，將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入ag產(chǎn)品中即可。讀數(shù)之前，上下移動量氣管右側(cè)的容器，使量氣管左、右兩側(cè)的液面在同一水平面上，可以確保量氣管內(nèi)氣體的壓強與大氣壓強相等，減少實驗誤差。(6)氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應(yīng)并產(chǎn)生同一種氣體為氫氣，LiAlH4＋4H2O===LiOH＋Al(OH)3＋4H2↑，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，反應(yīng)前量氣管讀數(shù)為V1mL，反應(yīng)完畢并冷卻之后，量氣管讀數(shù)為V2mL，則生成的氫氣為(V2－V1)mL，根據(jù)方程式，LiAlH4的物質(zhì)的量為×，則樣品的純度＝×100%＝%。如果起始讀數(shù)時俯視刻度線，導(dǎo)致V1偏小，結(jié)果偏高。答案：(1)D→B→C→B→E(2)打開裝置A中分液漏斗的活塞，一段時間后，用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗純(3)2Li＋H22LiH(4)4LiH＋AlCl3===LiAlH4＋3LiCl(5)傾斜Y形管，將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入ag 產(chǎn)品中　確保量氣管內(nèi)氣體的壓強與大氣壓強相等(6)%　偏高4．(天津高考)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下采樣和檢測方法。回答下列問題：Ⅰ.采樣采樣步驟：①檢驗系統(tǒng)氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140℃；③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤關(guān)閉系統(tǒng)，停止采樣。(1)A中裝有無堿玻璃棉，其作用為________________。(2)C中填充的干燥劑是(填標(biāo)號)________。a．堿石灰　　　　b．無水CuSO4　　　　c．P2O5(3)用實驗室常用儀器組裝一套裝置，其作用與D(裝有堿液)相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標(biāo)明氣體的流向及試劑。(4)采樣步驟②加熱煙道氣的目的是_________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.NOx含量的測定將vL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀釋至100.00mL。量取20.00mL該溶液，加入v1mLc1mol·L－1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量)，充分反應(yīng)后，用c2mol·L－1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2＋，終點時消耗v2mL。(5)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為________________________________。(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有________________。(7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng)：3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2OCr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mg·m－3。(8)判斷下列情況對NOx含量測定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。若缺少采樣步驟③，會使測定結(jié)果________。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，會使測定結(jié)果________。 解析：(1)裝置A是過濾器，裝有無堿玻璃棉的作用是過濾除去粉塵。(2)C中填充的是干燥劑，除去H2O且不能與NOx反應(yīng)，所以應(yīng)選有酸性、干燥能力強的P2O5。(3)D裝置中裝有堿液，用于除去NOx，作用與實驗室中的洗氣瓶相同，該裝置的示意圖見答案。(4)煙道氣中有水，采樣步驟②加熱器將煙道氣加熱至140℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化為NO，H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，離子方程式為2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有錐形瓶、滴定管，因為該滴定液呈酸性，所以選用酸式滴定管。(7)滴定過程中發(fā)生反應(yīng)：3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O，Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，與Cr2O反應(yīng)的Fe2＋的物質(zhì)的量為6c2v2×10－3mol，標(biāo)準(zhǔn)液中Fe2＋的物質(zhì)的量為c1v1×10－3mol，則與NO反應(yīng)的Fe2＋的物質(zhì)的量為(c1v1－6c2v2)×10－3mol，NO的物質(zhì)的量為mol，則vL氣樣中折合成NO2的含量為×46g·mol－1××1000mg·g－1×1000L·m－3＝×104mg·m－3。(8)若缺少采樣步驟③，系統(tǒng)內(nèi)存在空氣，會使收集的氣樣中NOx偏少，測定結(jié)果偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，溶液中的Fe2＋濃度減小，消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，使測定結(jié)果偏高。答案：(1)除塵　(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O(6)錐形瓶、酸式滴定管(7)×104(8)偏低　偏高5．某淺綠色晶體X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化學(xué)中常用作還原劑。為確定其組成，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實驗：Ⅰ.NH含量的測定采用蒸餾法，蒸餾的裝置如圖所示。 相關(guān)的實驗步驟如下：①準(zhǔn)確稱取58.80g晶體X，加水溶解后，將溶液注入三頸燒瓶中；②準(zhǔn)確量取50.00mL3.030mol·L－1H2SO4溶液于錐形瓶中；③向三頸燒瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮氣，加熱，蒸氨結(jié)束后取下錐形瓶；④用0.120mol·L－1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中過量的硫酸，滴定終點時消耗25.00mLNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。(1)儀器M的名稱為________________。(2)步驟③中，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。蒸氨結(jié)束后，為了減少實驗誤差，還需要對直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是________________________________________________。(3)步驟④中，若振蕩時錐形瓶中有液體濺出，則所測得的n(NH)的值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。Ⅱ.SO含量的測定采用重量分析法，實驗步驟如下：①另準(zhǔn)確稱取58.80g晶體X于燒杯中，加水溶解，邊攪拌邊加入過量的BaCl2溶液；②將得到的溶液用無灰濾紙(灰分質(zhì)量很小，可忽略)過濾，洗滌沉淀3～4次；③用濾紙包裹好沉淀取出，灼燒濾紙包至濾紙完全灰化；④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重，稱量，得沉淀質(zhì)量為69.90g。(4)步驟①中，判斷BaCl2溶液已過量的實驗操作和現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(5)步驟②中，采用冷水洗滌沉淀，其主要目的是_______________________________________________________________________________________________________。(6)結(jié)合實驗Ⅰ、Ⅱ通過計算得出晶體X的化學(xué)式為________________，實驗Ⅰ的步驟①中，溶液中離子濃度由大到小的順序為_________________________________________。解析：(2)Fe2＋與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀，隨后被氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；蒸氨結(jié)束后，直形冷凝管中會殘留一些液氨，會對測定結(jié)果產(chǎn)生影響，因此為了減少實驗誤差，還需要對直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2～3次，將洗滌液注入錐形瓶中。(3)步驟④中，若振蕩時錐形瓶中有液體濺出，消耗NaOH的量減少，則測定錐形瓶內(nèi)溶液中剩余的硫酸的量減少，與氨氣反應(yīng)的硫酸的量增多，造成所測n(NH)的值偏大。(5)用冷水洗滌可以降低固體的溶解度，減少固體的溶解。(6)過量的H＋的物質(zhì)的量為0.120mol·L－1×0.025L＝0.003mol，與NH3反應(yīng)的H＋的物質(zhì)的量為3.030mol·L－1×0.05L×2－0.003mol＝0.3mol，即n(NH)＝0.3mol；69.90g沉淀為BaSO4，則n(SO)＝ ＝0.3mol；利用電荷守恒：n(NH)＋2n(Fe2＋)＝2n(SO)，得n(Fe2＋)＝0.15mol；再利用質(zhì)量守恒得m(H2O)＝58.80g－m(NH)－m(SO)－m(Fe2＋)＝16.2g，則n(H2O)＝0.9mol，故n(NH)∶n(Fe2＋)∶n(SO)∶n(H2O)＝2∶1∶2∶6，晶體X的化學(xué)式為(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O；將晶體(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O加水溶解后，NH、Fe2＋水解顯酸性，相互抑制水解，但是NH起始濃度大，所以c(NH)＞c(Fe2＋)，又由于SO不水解，所以c(SO)＞c(NH)，實驗Ⅰ的步驟①中，溶液中離子濃度由大到小的順序為c(SO)＞c(NH)＞c(Fe2＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。答案：(1)分液漏斗(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2～3次，將洗滌液注入錐形瓶中(3)偏大(4)待濁液分層后，向上層清液中加入1～2滴BaCl2溶液，若無白色渾濁出現(xiàn)，則說明BaCl2溶液已過量(5)盡可能減少沉淀的溶解損失，減小實驗誤差(6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2Oc(SO)＞c(NH)＞c(Fe2＋)＞c(H＋)＞c(OH－)6．碳酸鑭咀嚼片是一種不含鈣和鋁的磷酸鹽結(jié)合劑，用于慢性腎衰患者高磷血癥的治療。碳酸鑭可由LaCl3為原料來制備，整個反應(yīng)在較低的pH條件下進(jìn)行，避免生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3]。(1)化學(xué)興趣小組利用下列裝置在實驗室中用碳酸氫銨制備碳酸鑭。①儀器X的名稱為________；檢驗裝置甲氣密性良好的方法是__________________________________________________________________________________________。②實驗中K1、K2打開的先后順序為__________________；為保證碳酸鑭的純度，實驗過程中需要注意的問題有____________________。(2)碳酸鈉或碳酸氫鈉與氯化鑭反應(yīng)均可生成碳酸鑭。①為了高磷血癥患者的安全，通常選用碳酸氫鈉溶液，過程中會發(fā)生兩個平行反應(yīng)，其離子方程式為________________________和________________________。②選擇碳酸氫鈉溶液制備碳酸鑭的優(yōu)點是___________________________(任寫一條)。③T℃時，碳酸鑭飽和溶液的濃度為1.0×10－7mol·L－1，HCO的電離常數(shù)為6.0×10－11。請計算反應(yīng)2LaCl3＋3NaHCO3La2(CO3)3↓＋3NaCl＋3HCl的平衡常數(shù)K＝ ________。④利用手持技術(shù)測定溶液的pH從而監(jiān)控反應(yīng)過程，得到如圖曲線。請說明bc段變化的原因：_________________________________________________________________。(3)碳酸鑭(相對分子質(zhì)量為458)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定：準(zhǔn)確稱取15.0g產(chǎn)品試樣，溶于10.0mL稀鹽酸中，加入10mLNH3—NH4Cl緩沖溶液，加入0.2g紫脲酸銨混合指示劑，用1.0mol·L－1EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈藍(lán)紫色(La3＋＋H2Y2－===LaY－＋2H＋)，消耗EDTA溶液60.00mL。則產(chǎn)品中碳酸鑭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w＝________。解析：(1)②氨氣極易溶于水，先通氨氣，在堿性條件下再通入二氧化碳，故實驗中先打開K2再打開K1；為保證碳酸鑭的純度，實驗過程中需要控制NH3(或CO2)通入量。(2)①碳酸氫鈉分別與La3＋、H＋反應(yīng)，兩個平行反應(yīng)的離子方程式為2La3＋＋3HCO===La2(CO3)3↓＋3H＋和H＋＋HCO===CO2↑＋H2O；③反應(yīng)2LaCl3＋3NaHCO3La2(CO3)3↓＋3NaCl＋3HCl的離子方程式為2La3＋＋3HCO===La2(CO3)3↓＋3H＋，T℃時，碳酸鑭飽和溶液的濃度為1.0×10－7mol·L－1，則飽和溶液中c(La3＋)＝2c[La2(CO3)3]＝2.0×10－7mol·L－1，c(CO)＝3c[La2(CO3)3]＝3.0×10－7mol·L－1，Ksp[La2(CO3)3]＝c2(La3＋)·c3(CO)＝(2.0×10－7)2×(3.0×10－7)3＝1.08×10－33，HCO的電離常數(shù)為6.0×10－11，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝＝200。(3)滴定時消耗EDTA的物質(zhì)的量為60.00×10－3L×1.0mol·L－1＝0.06mol，根據(jù)反應(yīng)La3＋＋H2Y2－===LaY－＋2H＋可知，La3＋的物質(zhì)的量為0.06mol，碳酸鑭的物質(zhì)的量為0.03mol，產(chǎn)品中碳酸鑭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w＝×100%＝91.6%。答案：(1)①球形干燥管　關(guān)閉活塞K1，向球形漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面差，一段時間后，液面差保持不變，說明氣密性良好?、谙却蜷_K2再打開K1　控制NH3(或CO2)通入量(2)①2La3＋＋3HCO===La2(CO3)3↓＋3H＋H＋＋HCO===CO2↑＋H2O②碳酸氫鈉堿性相對較弱，可防止生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3]③200④La3＋完全沉淀，再滴入碳酸氫鈉，水解使溶液的堿性增強，pH發(fā)生突躍 (3)91.6%