Question

18．某同學(xué)在查閱資料時得知：市售純堿樣品�；煊新然�鈉雜質(zhì)．
資料卡：侯氏制堿法的原理可表示為：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+NH4Cl    2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O該同學(xué)設(shè)計了如圖中的裝置進行實驗，測定市售純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．（水蒸氣的影響忽略不計，夾持裝置已略去）

主要實驗步驟如下：
①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性；
②稱量5.5g市售純堿樣品放入燒瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液；
③從分液漏斗滴入稀硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時為止；
④緩緩鼓入一定量的N₂；
⑤稱量B瓶及溶液的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)增重2.2g．
請回答下列問題：
（1）寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）鼓入一定量的N₂的目的是排出裝置A及導(dǎo)管中殘留CO₂，使其全部被裝置B中NaOH溶液吸收．裝置C中澄清石灰水的作用是檢驗CO₂是否被B瓶中的NaOH溶液完全吸收．
（3）如果將分液漏斗中的稀硫酸換成濃鹽酸，測試的結(jié)果（填偏高、偏低或不變）偏高．
（4）該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為96.4%（結(jié)果保留到小數(shù)點后一位）．
（5）若用與上述實驗反應(yīng)原理不同的實驗來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，請用化學(xué)方程式表示實驗原理Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置A中所加藥品，利用藥品間的反應(yīng)規(guī)律，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)實驗的操作方法，理解實驗的過程，分析實驗過程中通入氮氣所起到的作用及裝置C中澄清石灰水在實驗過程中的作用；
（3）對比稀硫酸與濃鹽酸性質(zhì)上的差異，分析若使用濃鹽酸會對實驗結(jié)果造成的影響；
（4）根據(jù)實驗測得生成二氧化碳的質(zhì)量，由反應(yīng)的化學(xué)方程式計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，而求得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)；
（5）利用碳酸鈉的性質(zhì)及變化規(guī)律，可使碳酸鈉與氯化鈣等形成沉淀等，另外設(shè)計實驗進行碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)的測定．

解答 解：
（1）樣品中氯化鈉不與硫酸反應(yīng)，碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）為使殘留在反應(yīng)容器中生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收，通入不能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)的氮氣排出反應(yīng)裝置內(nèi)的二氧化碳；裝置C中盛放澄清石灰水檢驗二氧化碳氣體是否全部被氫氧化鈉吸收；
（3）稀硫酸不揮發(fā)而濃鹽酸具有很強的揮發(fā)性，揮發(fā)出的HCl氣體被氫氧化鈉溶液吸收后，導(dǎo)致測得二氧化碳的質(zhì)量偏高；
（4）氫氧化鈉增重2.2g，說明反應(yīng)放出2.2g二氧化碳，設(shè)反應(yīng)消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       2.2g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{2.2g}$
x=5.3g
該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{5.3g}{5.5g}$×100%=96.4%
（5）碳酸鈉能與氯化鈣等反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，因此可選用氯化鈣溶液與碳酸鈉反應(yīng)，通過測定生成沉淀或加入氯化鈣的質(zhì)量測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，而得到樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．碳酸鈣與氯化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
故答案為：
（1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）排出裝置A及導(dǎo)管中殘留CO₂，使其全部被裝置B中NaOH溶液吸收；檢驗CO₂是否被B瓶中的NaOH溶液完全吸收；
（3）偏高；
（4）96.4%；
（5）Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl（或與BaCl₂、Ba（OH）₂反應(yīng)）．

點評 本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)公式綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．