Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了測定純堿（Na2CO3）樣品（假設(shè)只含NaCl雜質(zhì)）中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你參與他們的探究活動(dòng)，請(qǐng)回答下列問題：（不考慮原裝置內(nèi)空氣的影響）

Ⅰ．A組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在裝藥品前需組裝好如圖儀器，并_________。

（2）裝置乙的作用是_________；

（3）裝置丁的作用是_________。（填字母）

A．吸收Na2CO3與酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2

B．防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置丙中

C．干燥二氧化碳

（4）實(shí)驗(yàn)中如果滴加酸溶液的速度過快，會(huì)導(dǎo)致測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（5）B組同學(xué)認(rèn)為A組同學(xué)的方案存在問題，即使操作規(guī)范，測定結(jié)果也會(huì)偏低，理由是_________，應(yīng)該將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并在甲的左邊連接上圖2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NaOH溶液的作用是________。若沒有圖2裝置，直接通入空氣，則會(huì)導(dǎo)致測得結(jié)果_________（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（6）你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)時(shí)加入的酸溶液最好是_________（填“稀鹽酸”或“稀硫酸”）。

Ⅱ．小明同學(xué)稱取樣品11.0g放入燒杯中，按如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）濾液Y中含有的溶質(zhì)有_________（填寫化學(xué)式）。

（2）證明CaCl2已過量的方法是_________（填寫字母序號(hào)），然后觀察現(xiàn)象判斷。

A．靜置懸濁液X，向上層清液中繼續(xù)滴加少量氯化鈣溶液

B．取少量濾液Y于試管中，滴加氯化鈣溶液

（3）如果沉淀沒有洗滌操作會(huì)造成碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)________（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（4）通過以上提供的數(shù)據(jù)計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留至0.1%）

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 除去CO2中水蒸氣（或干燥CO2） B 偏小 有CO2殘留在燒瓶內(nèi) 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 除去通入空氣中的CO2 偏大 稀硫酸 CaCl2 、NaCl A 偏大 96.4%

【解析】Ⅰ．（1）制取氣體時(shí)，首先檢查裝置的氣密性；

（2）濃硫酸有吸水性，除去CO2中水蒸氣，干燥CO2；

（3）丁中的堿石灰防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置丙中，影響計(jì)算；

（4）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；

（5）由于A組同學(xué)的方案，反應(yīng)完全后有CO2殘留在燒瓶內(nèi)，不能被裝置丙中藥品吸收，造成測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并增加圖2裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣，目的是將殘留的CO2全部鼓入到并裝置中，使其完全被氫氧化鈉溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2；直接通入空氣，使得空氣中的二氧化碳也被裝置丙中藥品吸收，則會(huì)導(dǎo)致測得結(jié)果偏大；

（6）由于鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)發(fā)出的氯化氫氣體，被裝置丙中藥品吸收，則會(huì)導(dǎo)致測得結(jié)果偏大，所以用稀硫酸；

Ⅱ．（1）純堿樣品只含NaCl雜質(zhì)，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉，由于氯化鈣溶液過量，所以反應(yīng)后所得液中含有CaCl2 、NaCl；

（2）CaCl2已過量，則溶液中不含碳酸鈉，靜置懸濁液X，向上層清液中繼續(xù)滴加少量氯化鈣溶液，不會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，說明CaCl2已過量；

（3）因?yàn)樵诔恋肀砻娴目扇苄噪s質(zhì)氯化鈉，所以沉淀洗滌的目的是：除去沉淀表面的可溶性雜質(zhì)；若不洗滌，雜質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量當(dāng)作沉淀物的質(zhì)量，即樣品中所含的碳酸根偏大，導(dǎo)致碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；

（4）設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量是X

CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl

106 100

X 10.0g

X=10.6g

樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=93.4%。

答：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.4%。