Question

12．（含NaCl雜質(zhì)）中碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案．請(qǐng)回答下列某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了測定純堿樣品問題：
（1）碳酸根離子沉淀法．實(shí)驗(yàn)步驟：
①用托盤天平稱取樣品放入燒杯中加水溶解；
②加入足量BaCl₂溶液充分反應(yīng)．證明反應(yīng)后BaCl₂剩余的方法是靜置，取少量上層清液滴加碳酸鈉溶液，有白色沉淀生成，證明氯化鋇剩余；
③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量為mg；
④樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{106m}{197w}$×100%．
（2）氣體法．學(xué)習(xí)小組利用如圖裝置測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

①實(shí)驗(yàn)裝置乙中盛放的試劑為濃硫酸，裝置丁的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入丙中．
②學(xué)習(xí)小組通過測量丙裝置實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量．確定二氧化碳的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)中滴加稀硫酸的速度過快，產(chǎn)生的氣流過急．會(huì)導(dǎo)致測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低（填寫“偏高”“偏低”或“不變”）．
（3）測氯化鈉法．請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)方案：稱取一定質(zhì)量的樣品放入燒杯中加水溶解：加入足量稀硝酸，再加入足量的硝酸銀溶液；
過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量；計(jì)算出氯化鈉的質(zhì)量，再得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）②鋇離子能和碳酸根離子結(jié)合生成白色沉淀；
④根據(jù)白色沉淀碳酸鋇的質(zhì)量可以求出碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)一步可以求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）裝置分析可知，含NaCl雜質(zhì)中碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定，利用稀硫酸和樣品反應(yīng)生成二氧化碳，通過裝置乙干燥二氧化碳，通過丙裝置吸收二氧化碳，稱重得到生成二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算樣品中碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，丁裝置是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置丙，引起測定誤差，
①濃硫酸具有吸水性，堿石灰能夠吸收水和二氧化碳；
②如果氣流過急，則二氧化碳不容易完全吸收；
（3）硝酸銀能和氯化鈉反應(yīng)生成白色沉淀氯化銀．

解答 解：（1）②證明反應(yīng)后BaCl₂剩余的方法是：靜置，取少量上層清液滴加碳酸鈉溶液，有白色沉淀生成，證明氯化鋇剩余．
故填：靜置，取少量上層清液滴加碳酸鈉溶液，有白色沉淀生成，證明氯化鋇剩余；
④mg沉淀是碳酸鋇，
設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為X，
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，
  106        197
   X          mg
X=$\frac{106m}{197}$g
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{106m}{197w}$×100%，
故答案為：$\frac{106m}{197w}$×100%，
 （2）①二氧化碳進(jìn)入氫氧化鈉溶液前應(yīng)該除去水，濃硫酸具有吸水性，可以用濃硫酸除去二氧化碳中的水，為了防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以用堿石灰進(jìn)行吸收．
故答案為：濃硫酸，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入丙中．
②實(shí)驗(yàn)中滴加稀硫酸的速度過快，產(chǎn)生的氣流過急，二氧化碳不能完全被氫氧化鈉溶液吸收，導(dǎo)致測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低．
故答案：偏低．
（3）稀硝酸和碳酸鈉反應(yīng)能生成硝酸鈉、水和二氧化碳，硝酸銀和氯化鈉反應(yīng)能生成氯化銀沉淀和硝酸鈉，加入稀硝酸是為了把碳酸鈉除去．
故答案：加入足量稀硝酸，再加入足量的硝酸銀溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要注意規(guī)范性，計(jì)算要準(zhǔn)確，化學(xué)方程式要注意遵循質(zhì)量守恒定律，即配平，題目難度中等．