Question

11．某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學(xué)探究小組欲測(cè)定該品牌純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）．
（一）甲組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)步驟】
  ①組裝好如圖儀器，并檢查裝置的氣密性；
②稱(chēng)取13.0g樣品放入錐形瓶中，加入少量蒸餾水溶解，并在其他裝置中加入相應(yīng)的藥品；
③稱(chēng)量裝置C的質(zhì)量；
④打開(kāi)分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再產(chǎn)生氣泡為止；
⑤再次稱(chēng)量裝置C的總質(zhì)量；
⑥計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實(shí)驗(yàn)分析】
（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B裝置的作用是吸收水蒸氣．
（3）如果沒(méi)有B裝置則所測(cè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（填偏大、偏小、不變）；
（4）小明提出能否用鹽酸代替硫酸？同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論認(rèn)為不能，理由是鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體．
（5）稱(chēng)得純堿樣品的質(zhì)量為13.0g，實(shí)驗(yàn)前、后C裝置（包含藥品）的質(zhì)量分別為61.2g和65.6g，則該純堿樣品的純度為81.5%（精確到0.1%）．
（二）乙組同學(xué)采用生成沉淀的方法來(lái)測(cè)定樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）判斷加入氯化鋇溶液是否過(guò)量的合適方法是B，然后觀察現(xiàn)象判斷．
A．靜置混合物X，向上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則氯化鋇已經(jīng)過(guò)量；
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成則說(shuō)明氯化鋇已經(jīng)過(guò)量．
（2）判斷濾渣是否洗滌干凈，可以采取向最后的洗出液中滴加C，然后觀察現(xiàn)象判斷．
A．氯化鋇溶液       B．稀硫酸       C．硝酸銀溶液        D．稀鹽酸
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，乙組測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.3%（寫(xiě)出具體計(jì)算過(guò)程，結(jié)果精確到0.1%）．
【實(shí)驗(yàn)反思】
為了克服圖1裝置的不足，有同學(xué)提出把A裝置作如圖2的改進(jìn)（A裝置中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），在反應(yīng)前、后用圖2裝置分兩次緩緩鼓入空氣．反應(yīng)后，用圖2裝置鼓入空氣的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收．

Answer 1

分析 （一）碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
濃硫酸具有吸水性，能夠吸收水蒸氣，干燥某些氣體；
鹽酸易揮發(fā)，使用鹽酸過(guò)程中容易揮發(fā)出氯化氫氣體；
氫氧化鈉能夠吸收二氧化碳，反應(yīng)前后C裝置的質(zhì)量差即為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量；
（二）氯化鋇能和稀硫酸反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和鹽酸；
氯離子能和銀離子結(jié)合成白色沉淀氯化銀；
碳酸鈉能和氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉，根據(jù)沉淀碳酸鋇的質(zhì)量和反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（一）（1）A裝置中，碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
故填：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B裝置的作用是吸收水蒸氣，以免對(duì)計(jì)算二氧化碳質(zhì)量產(chǎn)生干擾．
故填：吸收水蒸氣．
（3）如果沒(méi)有B裝置，則水蒸氣被氫氧化鈉吸收，導(dǎo)致計(jì)算的二氧化碳質(zhì)量偏大，進(jìn)一步導(dǎo)致所測(cè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
故填：偏大．
（4）不能用鹽酸代替硫酸，這是因?yàn)辂}酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，氯化氫氣體能被氫氧化鈉吸收，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大．
故填：鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體．
（5）解：設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為x，
反應(yīng)生成二氧化碳質(zhì)量為：65.6g-61.2g=4.4g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                                          44
x                                             4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$，
x=10.6g，
則該純堿樣品的純度為：$\frac{10.6g}{13.0g}$×100%=81.5%，
故填：81.5．
（二）（1）判斷加入氯化鋇溶液是否過(guò)量的合適方法是：向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成，說(shuō)明混合物X中含有氯化鋇，進(jìn)一步說(shuō)明氯化鋇已經(jīng)過(guò)量．
故填：B．
（2）判斷濾渣是否洗滌干凈，可以采取向最后的洗出液中滴加硝酸銀溶液，如果不產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明洗出液中不含有氯離子，進(jìn)一步說(shuō)明濾渣洗滌干凈，如果產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明洗出液中含有氯離子，進(jìn)一步說(shuō)明濾渣沒(méi)有洗滌干凈．
故填：C．
（3）解：設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為y，
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl，
106                    197
 y                     9.85g
$\frac{106}{y}$=$\frac{197}{9.85g}$，
y=5.3g，
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.3g}{6.0g}$×100%=88.3%，
故填：88.3．
【實(shí)驗(yàn)反思】
反應(yīng)后，用圖2裝置鼓入空氣的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收，使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確．
故填：使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．