混合物中某組分含量測定的策略

冒北林

一、依據性質確定實驗方案

元素化合物的知識是九年級化學教育的重要組成部分，是實現物質分離與轉化的重要依據，熟練掌握物質的性質才能更快、更準的將混合物中各組分離或轉化。常用的物質分離或轉化的方法有過濾法、結晶法、氣化法、沉淀法等?；旌衔镏懈鞒煞志３衷械男再|，依據物質性質的差異，選擇恰當的方法分離或轉化某一組分，是測定混合物中某組分含量的首要任務。

例1我國某些鹽湖出產天然堿中含有雜質為氯化鈉及少量泥沙。某校初三學生為了該天然堿中，提出了兩個方案，具體過程如圖1所示。

請回答：

（1）A試劑化學式是 ，A試劑須“過量”原因是 。

（2）方案二中“操作Ⅰ”應是 操作。

分析鹽類是元素化合物的重要基礎知識之一，碳酸鹽的性質是鹽的重要內容。碳酸鈉能與酸反應產生氣體；還能與含鈣離子或鋇離子的溶液反應生成白色沉淀。題目依據碳酸鹽的化學性質確定實驗原理，設計了兩種轉化方案。

依據物質的性質，可以確定物質分離和轉化的方法。測定物質中某組分的含量，也能幫助學生了解化學與生活、化學與社會的密切關系，激發學生關注化學，親近化學，渴望學習化學的情感，培養學生的物質意識，形成正確使用的物質科學思想。在生活實例中運用元素化合物的性質，能復習鞏固元素化合物的知識，有助于學生建立元素化合物知識之間的聯系，實現所學知識的結構化、系統化。

二、依托實驗獲取數據

實驗是科學探究的重要手段，是中學化學教育中不可缺少的重要組成部分，根據實驗操作和實驗的精確度，將初中化學實驗分為定性實驗和定量實驗。定量實驗是從數量的角度揭示物質及其變化的本質和規律。定量實驗中出現的物質與物質之間存在“量”的關系，通常需要借助計量儀器來實現。如例1方案一中裝置M可為圖2，圖2中運用盛有碳酸氫鈉飽和溶液的洗氣瓶來收集二氧化碳氣體，排出的碳酸氫鈉飽和溶液即為二氧化碳氣體的體積，實驗后取出量筒中的導管，讀出液體的體積，記錄實驗數據。裝置M若換成圖3，經濃硫酸干燥后的二氧化碳氣體，被氫氧化鈉固體完全吸收，可通過稱量裝置A和氫氧化鈉固體實驗前后的質量，實驗后增加的質量即為二氧化碳氣體的質量。

圖2圖3定量實驗中要求獲得某些物質的正確、精確的“量”。熟練的化學實驗基本操作、準確記錄是學生必備技能，是實驗得以成功的前提和保障。通過測定實驗中某物質或某組分含量實驗，訓練學生規范的實驗基本操作和科學的實驗習慣，培養學生精細化的定量觀念和嚴謹的科學態度。

合理的實驗方案，規范的實驗操作，是實驗得以成功進行的保障。實驗數據的處理和誤差分析也是定量實驗中一個重要的環節，選擇正確的數據運算才能確保計算結果的準確。

例2某同學欲測定Na2CO3和NaCl固體混合物中Na2CO3的質量分數，分別取a g樣品，下列方案進行實驗，合理的是（）。

A.與足量稀鹽酸充分反應，用排水法收集到V mL氣體

B.與足量稀鹽酸充分反應，稱量反應后的溶液，質量為m1g

C.與足量氯化鈣溶液充分反應，將沉淀過濾、洗滌、干燥，得到m2g固體

D.與足量濃鹽酸充分反應，逸出的氣體用NaOH固體充分吸收，固體質量增加m3g

分析本題設計四種實驗方案測定碳酸鈉的質量分數，并都記錄了實驗數據。依據碳酸鈉能與酸反應生成二氧化碳氣體，設計的A、B、D三種實驗方案。因二氧化碳氣體能溶于水，并能與水反應，故A選項中排水法收集的二氧化碳氣體比理論值少，計算的碳酸鈉的質量分數偏低；D選項中濃鹽酸具有揮發性，氫氧化鈉固體不僅吸收了二氧化碳氣體，還有氯化氫氣體和水蒸氣，氫氧化鈉固體增重的質量偏大，計算的碳酸鈉的質量分數偏高；B選項欲運用實驗前后質量差，即二氧化碳氣體的質量，但缺少稀鹽酸的質量，因而不能實現。根據碳酸鈉能與氯化鈣反應，稱量沉淀碳酸鈣的質量，再根據化學方程式求出碳酸鈉，故C選項正確。

混合物中某組分含量的測定實驗，能考察學生的基礎知識和基本技能，訓練學生的觀察能力、記錄分析數據的能力，培養學生分析問題、解決問題的能力，引領學生從定性的認識水平上升到定量的認識水平，提高學生的創新能力和科學素養。在今后的學習中，定量的研究物質的組分將成為中學化學實驗考察的重要內容。