Question

18．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)開展了測定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物在Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的探究實(shí)驗(yàn)，他們設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：
【方案一】氣體分析法

（1）如圖所示（鐵夾夾持的儀器是注射器），把該混合物與足量稀鹽酸反應(yīng)后，測定產(chǎn)生的CO₂氣體的體積，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，一段時間后松開活塞，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CO₂氣體的體積偏小（填“偏大”、“偏小”、“不變”），理由是CO₂能溶于水且與水反應(yīng)．廣口瓶內(nèi)原有的空氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有（填“有”或“沒有”）影響．
（3）有同學(xué)用圖3裝置測定CO₂的質(zhì)量（堿石灰的成分是CaO和NaOH）的混合物，可吸收CO₂氣體），該裝置導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大的原因可能是BCD．
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，同時被堿石灰吸收
C、產(chǎn)生的CO₂氣體中混有水蒸氣，同時被堿石灰吸收
D、球形干燥管與空氣相通，也會吸收空氣中的CO₂和H₂O
【方案二】沉淀分析法（如圖所示）．

（1）穩(wěn)定CaCl₂溶液是否過量的方法是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加CaCl₂溶液，若無沉淀說明CaCl₂溶液已過量．
（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2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測定碳酸鈉的含量，在實(shí)驗(yàn)過程中判斷反應(yīng)所滴加的稀鹽酸恰好圖乙碳酸鈉反應(yīng)的方法是直到不再生成氣泡為止．
（2）曉紅同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定了一些數(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NaCl固體混合物10g，與足量稀鹽反應(yīng)過后酸蒸發(fā)干燥得到固體稱量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，所以測得的二氧化碳體積會變小進(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過量，主要是看Na₂CO₃是否有剩余，因此再加入CaCl₂后若無沉淀生成則說明氯化鈣已過量；
（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，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，該氣體排開水的體積即為測量的氣體體積，故原廣口瓶中的氣體對測量的結(jié)果沒有影響；
（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錯誤；
B、產(chǎn)生的CO₂氣體中混有氯化氫氣體，同時被堿石灰吸收，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；
C、產(chǎn)生的CO₂氣體中混有水蒸氣，同時被堿石灰吸收，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：BCD；
【方案二】（1）判斷是否過量，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，若無沉淀說明CaCl₂溶液已過量；
（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，一段時間后松開活塞，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，若無沉淀說明CaCl₂溶液已過量；
（2）Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
【方案三】（1）直到不再生成氣泡為止；
（2）53%．

點(diǎn)評 本題在分析氫氧化鈉的變質(zhì)時，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．