Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了測(cè)定純堿（Na2CO3）樣品（只含NaCl雜質(zhì)）中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 實(shí)驗(yàn)方案．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

小資料：堿石灰的主要成分是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物

（1）氣體法。

【原理思路】利用Na2CO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，通過(guò)測(cè)量丙裝置實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量得出CO2質(zhì)量，從而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（不考慮原裝置內(nèi)空氣的影響）

【實(shí)驗(yàn)分析】小科同學(xué)根據(jù)以上思路，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置。

①實(shí)驗(yàn)裝置乙中盛放的試劑為 ，其作用是 ；

裝置丁中堿石灰的作用是 。（填字母）

A.吸收Na2CO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2

B.防止外界空氣中二氧化碳進(jìn)入丙中

C.干燥二氧化碳

②實(shí)驗(yàn)中如果滴加稀硫酸的速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù) （填寫“偏高”、“偏低”或“不變”）．

③小明同學(xué)認(rèn)為小科的方案存在問(wèn)題，不考慮原裝置內(nèi)空氣的影響，即使操作規(guī)范，但由于生成的CO2在裝置中殘留，也會(huì)造成測(cè)得結(jié)果 （填寫“偏高”、“偏低”或“不變”），應(yīng)該將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并增加下圖裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣，目的是 ，其中圖中NaOH溶液的作用是 。

（2）沉淀法．

【實(shí)驗(yàn)原理】利用碳酸根離子與鈣離子結(jié)合生成沉淀，通過(guò)沉淀的質(zhì)量而得出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【實(shí)驗(yàn)步驟】①用托盤天平稱取樣品11.0g放入燒杯中，加水使其完全溶解；

②加入過(guò)量的CaCl2溶液充分反應(yīng)。證明CaCl2過(guò)量（即讓樣品中Na2CO3完全反應(yīng)）的方法是：靜置，向上層清液中滴加 溶液，如果沒(méi)有白色沉淀生成，證明CaCl2過(guò)量；

③過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量為10.0g，由于沉淀表面粘附濾液，不經(jīng)洗滌就烘干，稱量沉淀的質(zhì)量將會(huì) （填寫“偏高”、“偏低”或“不變”）。

④通過(guò)以上提供的數(shù)據(jù)計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留至0.1%，共3分，只寫出化學(xué)方程式給1分）

Answer 1

【答案】（1）①濃硫酸（或濃H2SO4） 吸收水蒸氣（或干燥CO2） B ②偏低 ③偏低， 將殘留的CO2全部鼓入到丙裝置中，使其完全被氫氧化鈉溶液吸收 ， 吸收通入的空氣中的CO2

（2）②CaCl2 ③ 偏高 ④96.4%

【解析】

試題分析：（1）①由于碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳中可能含有水蒸汽，可能會(huì)影響氣體的體積，故要對(duì)二氧化碳進(jìn)行干燥，即乙裝置中的是濃硫酸；而空氣中含有二氧化碳，故要用堿石灰吸收空氣中的二氧化碳，防止氫氧化鈉與空氣中二氧化碳發(fā)生反應(yīng)；

②實(shí)驗(yàn)中滴加稀硫酸的速度過(guò)快，產(chǎn)生的氣流過(guò)急，二氧化碳不能完全被氫氧化鈉溶液吸收，導(dǎo)致測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；

③生成的CO2在裝置中殘留，會(huì)導(dǎo)致二氧化碳不能被氫氧化鈉全部吸收，故會(huì)組成測(cè)得結(jié)果偏低；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣，目的是將殘留的CO2全部鼓入到丙裝置中，使其完全被氫氧化鈉溶液吸收，其中圖中NaOH溶液的作用是吸收通入的空氣中的CO2，防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入導(dǎo)致結(jié)果偏大；

（2）②氯化鈣過(guò)量，即把溶液中的碳酸鈉完全反應(yīng)掉了，可向清液中繼續(xù)滴加氯化鈣，看是否產(chǎn)生沉淀，若沒(méi)有表示氯化鈣過(guò)量，碳酸鈉完全反應(yīng)；

③沉淀表面粘附濾液，即還含有氯化鈣，不經(jīng)洗滌就烘干，稱量沉淀的質(zhì)量將會(huì)偏大；

④利用化學(xué)方程式，根據(jù)碳酸鈉與碳酸鈣反應(yīng)的質(zhì)量比即可計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量。

設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x

Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2Na Cl

106 100

x 10.0g

=

x=10.6g

則碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：×100%≈96.4%

答：略