混合物中某组分含量测定的策略

冒北林

一、依据性质确定实验方案

元素化合物的知识是九年级化学教育的重要组成部分，是实现物质分离与转化的重要依据，熟练掌握物质的性质才能更快、更准的将混合物中各组分离或转化。常用的物质分离或转化的方法有过滤法、结晶法、气化法、沉淀法等。混合物中各成分均保持原有的性质，依据物质性质的差异，选择恰当的方法分离或转化某一组分，是测定混合物中某组分含量的首要任务。

例1我国某些盐湖出产天然碱中含有杂质为氯化钠及少量泥沙。某校初三学生为了该天然碱中，提出了两个方案，具体过程如图1所示。

请回答：

（1）A试剂化学式是 ，A试剂须“过量”原因是 。

（2）方案二中“操作Ⅰ”应是 操作。

分析盐类是元素化合物的重要基础知识之一，碳酸盐的性质是盐的重要内容。碳酸钠能与酸反应产生气体；还能与含钙离子或钡离子的溶液反应生成白色沉淀。题目依据碳酸盐的化学性质确定实验原理，设计了两种转化方案。

依据物质的性质，可以确定物质分离和转化的方法。测定物质中某组分的含量，也能帮助学生了解化学与生活、化学与社会的密切关系，激发学生关注化学，亲近化学，渴望学习化学的情感，培养学生的物质意识，形成正确使用的物质科学思想。在生活实例中运用元素化合物的性质，能复习巩固元素化合物的知识，有助于学生建立元素化合物知识之间的联系，实现所学知识的结构化、系统化。

二、依托实验获取数据

实验是科学探究的重要手段，是中学化学教育中不可缺少的重要组成部分，根据实验操作和实验的精确度，将初中化学实验分为定性实验和定量实验。定量实验是从数量的角度揭示物质及其变化的本质和规律。定量实验中出现的物质与物质之间存在“量”的关系，通常需要借助计量仪器来实现。如例1方案一中装置M可为图2，图2中运用盛有碳酸氢钠饱和溶液的洗气瓶来收集二氧化碳气体，排出的碳酸氢钠饱和溶液即为二氧化碳气体的体积，实验后取出量筒中的导管，读出液体的体积，记录实验数据。装置M若换成图3，经浓硫酸干燥后的二氧化碳气体，被氢氧化钠固体完全吸收，可通过称量装置A和氢氧化钠固体实验前后的质量，实验后增加的质量即为二氧化碳气体的质量。

图2图3定量实验中要求获得某些物质的正确、精确的“量”。熟练的化学实验基本操作、准确记录是学生必备技能，是实验得以成功的前提和保障。通过测定实验中某物质或某组分含量实验，训练学生规范的实验基本操作和科学的实验习惯，培养学生精细化的定量观念和严谨的科学态度。

合理的实验方案，规范的实验操作，是实验得以成功进行的保障。实验数据的处理和误差分析也是定量实验中一个重要的环节，选择正确的数据运算才能确保计算结果的准确。

例2某同学欲测定Na2CO3和NaCl固体混合物中Na2CO3的质量分数，分别取a g样品，下列方案进行实验，合理的是（）。

A.与足量稀盐酸充分反应，用排水法收集到V mL气体

B.与足量稀盐酸充分反应，称量反应后的溶液，质量为m1g

C.与足量氯化钙溶液充分反应，将沉淀过滤、洗涤、干燥，得到m2g固体

D.与足量浓盐酸充分反应，逸出的气体用NaOH固体充分吸收，固体质量增加m3g

分析本题设计四种实验方案测定碳酸钠的质量分数，并都记录了实验数据。依据碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳气体，设计的A、B、D三种实验方案。因二氧化碳气体能溶于水，并能与水反应，故A选项中排水法收集的二氧化碳气体比理论值少，计算的碳酸钠的质量分数偏低；D选项中浓盐酸具有挥发性，氢氧化钠固体不仅吸收了二氧化碳气体，还有氯化氢气体和水蒸气，氢氧化钠固体增重的质量偏大，计算的碳酸钠的质量分数偏高；B选项欲运用实验前后质量差，即二氧化碳气体的质量，但缺少稀盐酸的质量，因而不能实现。根据碳酸钠能与氯化钙反应，称量沉淀碳酸钙的质量，再根据化学方程式求出碳酸钠，故C选项正确。

混合物中某组分含量的测定实验，能考察学生的基础知识和基本技能，训练学生的观察能力、记录分析数据的能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，引领学生从定性的认识水平上升到定量的认识水平，提高学生的创新能力和科学素养。在今后的学习中，定量的研究物质的组分将成为中学化学实验考察的重要内容。