Question

15．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)開(kāi)展了測(cè)定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的探究實(shí)驗(yàn)．他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案：

方案一：氣體分析法．
（1）如圖1所示（鐵夾夾持的儀器是注射器），把該混合物與足量稀硫酸反應(yīng)后，測(cè)定產(chǎn)生CO₂的體積，檢查該裝置的氣密性的方法是將注射器活塞拉出一定距離，一段時(shí)間后松開(kāi)活塞，活塞能回到原位則不漏氣．
（2）有同學(xué)提出以圖2代替圖1中的收集裝置，則所測(cè)CO₂氣體的體積偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”），理由是CO₂能溶于水且與水反應(yīng)，廣口瓶?jī)?nèi)原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有（填“有”或“沒(méi)有”）影響．
（3）有同學(xué)用圖3裝置進(jìn)行測(cè)定CO₂的質(zhì)量（堿石灰的成分是CaO和NaOH的混合物）．
該裝置導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大的可能原因是CD
A、裝置內(nèi)殘留的CO₂氣體不能全部排出．
B、產(chǎn)生的CO₂氣體中混有氯化氫氣體，同時(shí)被堿石灰吸收．
C、產(chǎn)生的CO₂氣體中混有水蒸氣，同時(shí)被堿石灰吸收．
D、球形干燥管與空氣相通，也會(huì)吸收空氣中的CO₂和H₂O．
[方案二]沉淀分析法 （如圖4所示）．則：
（1）確定CaCl₂溶液是否過(guò)量的方法是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加CaCl₂溶液，若無(wú)沉淀說(shuō)明CaCl₂溶液已過(guò)量．
（2）該方法發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．
[方案三]鹽酸滴定法（如圖5所示）
（1）用已知濃度鹽酸滴加到一定質(zhì)量的混合物，根據(jù)消耗鹽酸溶液的體積來(lái)測(cè)定碳酸鈉的含量，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中判斷斥所滴加的稀鹽酸恰好與碳酸鈉反應(yīng)的方法是直到不再生成氣泡為止．
（2）曉紅同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了一些數(shù)據(jù)，試根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．稱取Na₂CO₃和NaaCl固體混合物10g，與足量稀鹽酸反應(yīng)后蒸發(fā)干燥得到10.55g固體．該
固體混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%．

Answer 1

分析 【方案一】（1）欲檢查裝置氣密性，可根據(jù)該反應(yīng)容器的特點(diǎn)，采用拉動(dòng)注射器活塞的方法完成；
（2）根據(jù)二氧化碳易溶于水，形成碳酸，所以測(cè)得的二氧化碳體積會(huì)變小進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)堿石灰可以吸收氯化氫、水蒸氣、二氧化碳進(jìn)行分析；
【方案二】（1）從判斷CaCl₂過(guò)量，主要是看Na₂CO₃是否有剩余，因此再加入CaCl₂后若無(wú)沉淀生成則說(shuō)明氯化鈣已過(guò)量；
（2）根據(jù)碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉進(jìn)行分析；
【方案三】（1）根據(jù)鹽酸溶液與碳酸鈉的反應(yīng)會(huì)生成氣泡這一明顯現(xiàn)象進(jìn)行分析；
（2）利用反應(yīng)方程式反應(yīng)前后固體的質(zhì)量差進(jìn)行解決．

解答 解：【方案一】（1）若裝置漏氣，拉出的活塞不移動(dòng)，若不漏氣，拉出的活塞在大氣壓強(qiáng)的作用下應(yīng)回到原來(lái)的位置；
（2）因?yàn)槎�氧化碳不僅能溶于水還能與水反應(yīng)，用排水法收集氣體，收集的二氧化碳偏小，該氣體排開(kāi)水的體積即為測(cè)量的氣體體積，故原廣口瓶中的氣體對(duì)測(cè)量的結(jié)果沒(méi)有影響；
（3）A、裝置內(nèi)殘留的CO₂氣體不能全部排出，導(dǎo)致堿石灰增加的質(zhì)量偏小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，故A錯(cuò)誤；
B、由于用的是稀硫酸，產(chǎn)生的CO₂氣體中不會(huì)混有氯化氫氣體，故B錯(cuò)誤；
C、產(chǎn)生的CO₂氣體中混有水蒸氣，同時(shí)被堿石灰吸收，導(dǎo)致堿石灰增加的質(zhì)量偏大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，故B正確；
D、球形干燥管與空氣相通，也會(huì)吸收空氣中的CO₂和H₂O，導(dǎo)致堿石灰增加的質(zhì)量偏大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，故B正確；
故選：CD；
【方案二】（1）判斷是否過(guò)量，主要看溶液中是否還有CO₃^2-，因此將溶液靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加CaCl₂溶液，若無(wú)沉淀說(shuō)明CaCl₂溶液已過(guò)量；
（2）碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
【方案三】（1）鹽酸滴加到溶液中會(huì)與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)馀葸@一現(xiàn)象非常明顯；
（2）設(shè)參加反應(yīng)的Na₂CO₃的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑     固體質(zhì)量增加
106                      117                         117-106=11
x                                                            0.55g
$\frac{106}{x}=\frac{11}{0.55g}$
x=5.3g
所以Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.3g}{10g}$×100%=53%．
故答案為：【方案一】（1）將注射器活塞拉出一定距離，一段時(shí)間后松開(kāi)活塞，活塞能回到原位則不漏氣；
（2）偏小，CO₂能溶于水且與水反應(yīng)，沒(méi)有；
（3）BCD；
【方案二】（1）靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加CaCl₂溶液，若無(wú)沉淀說(shuō)明CaCl₂溶液已過(guò)量；
（2）Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
【方案三】（1）直到不再生成氣泡為止；
（2）53%．

點(diǎn)評(píng) 本題在分析氫氧化鈉的變質(zhì)時(shí)，除考慮發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，還用到了必要的實(shí)驗(yàn)手段，應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)的基本操作的練習(xí)和規(guī)范