Question

18．某同學在查閱資料時得知：市售純堿樣品�；煊新然�鈉雜質．
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該同學設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)生反應的化學方程式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，測試的結果（填偏高、偏低或不變）偏高．
（4）該樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為96.4%（結果保留到小數(shù)點后一位）．
（5）若用與上述實驗反應原理不同的實驗來測定純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)，請用化學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，利用藥品間的反應規(guī)律，寫出反應的化學方程式；
（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上的差異，分析若使用濃鹽酸會對實驗結果造成的影響；
（4）根據(jù)實驗測得生成二氧化碳的質量，由反應的化學方程式計算出樣品中碳酸鈉的質量，而求得樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)；
（5）利用碳酸鈉的性質及變化規(guī)律，可使碳酸鈉與氯化鈣等形成沉淀等，另外設計實驗進行碳酸鈉質量分數(shù)的測定．

解答 解：
（1）樣品中氯化鈉不與硫酸反應，碳酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，化學方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）為使殘留在反應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)生反應的氮氣排出反應裝置內(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，導致測得二氧化碳的質量偏高；
（4）氫氧化鈉增重2.2g，說明反應放出2.2g二氧化碳，設反應消耗碳酸鈉的質量為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量分數(shù)=$\frac{5.3g}{5.5g}$×100%=96.4%
（5）碳酸鈉能與氯化鈣等反應生成碳酸鈣沉淀，因此可選用氯化鈣溶液與碳酸鈉反應，通過測定生成沉淀或加入氯化鈣的質量測定樣品中碳酸鈉的質量，而得到樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)．碳酸鈣與氯化鈣反應的化學方程式為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）．

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