Question

2．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了測(cè)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(wèn)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，并檢查裝置氣密性．
（2）裝置乙的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；
（3）裝置丁的作用是B．（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(guò)快，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”或“無(wú)影響”）．
（5）B組同學(xué)認(rèn)為A組同學(xué)的方案存在問(wèn)題，即使操作規(guī)范，測(cè)定結(jié)果也會(huì)偏低，理由是有CO₂殘留在燒瓶?jī)?nèi)，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，目的是將反應(yīng)生成的CO₂全部鼓入到丙裝置中，其中NaOH溶液的作用是除去通入空氣中的二氧化碳．若沒(méi)有圖2裝置，直接通入空氣，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得結(jié)果偏大（填“偏大”或“偏小”或“無(wú)影響”）．
（6）你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)時(shí)加入的酸溶液最好是稀硫酸（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NaCl、CaCl₂（填寫化學(xué)式）．
（2）證明CaCl₂已過(guò)量的方法是A（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(méi)有洗滌操作會(huì)造成碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（填“偏大”或“偏小”或“無(wú)影響”）．
（4）通過(guò)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96.4%．（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留至0.1%）

Answer 1

分析 Ⅰ．凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
實(shí)驗(yàn)中如果滴加酸溶液的速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致二氧化碳不能被丙裝置完全吸收；
空氣中含有二氧化碳和水蒸氣；
鹽酸具有揮發(fā)性，硫酸沒(méi)有揮發(fā)性；
Ⅱ．碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
如果沉淀沒(méi)有洗滌，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的沉淀質(zhì)量偏大；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ．（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在裝藥品前需組裝好如圖儀器，并檢查裝置氣密性．
故填：檢查裝置氣密性．
（2）裝置乙的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣．
故填：吸收二氧化碳中的水蒸氣．
（3）裝置丁的作用是防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置丙中．
故選：B．
（4）實(shí)驗(yàn)中如果滴加酸溶液的速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致二氧化碳不能被丙裝置完全吸收，從而會(huì)導(dǎo)致測(cè)得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
故填：偏小．
（5）B組同學(xué)認(rèn)為A組同學(xué)的方案存在問(wèn)題，即使操作規(guī)范，測(cè)定結(jié)果也會(huì)偏低，理由是有CO₂殘留在燒瓶?jī)?nèi)；
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，目的是將反應(yīng)生成的CO₂全部鼓入到丙裝置中；
其中NaOH溶液的作用是除去通入空氣中的二氧化碳；
若沒(méi)有圖2裝置，直接通入空氣，空氣中的二氧化碳能被丙裝置吸收，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得結(jié)果偏大．
故填：有CO₂殘留在燒瓶?jī)?nèi)；將反應(yīng)生成的CO₂全部鼓入到丙裝置中；除去通入空氣中的二氧化碳；偏大．
（6）你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)時(shí)加入的酸溶液最好是 稀硫酸（填“稀鹽酸”或“稀硫酸”）．
Ⅱ．（1）濾液Y中含有的溶質(zhì)有雜質(zhì)和反應(yīng)生成的NaCl、過(guò)量的CaCl₂．
故填：NaCl、CaCl₂．
（2）證明CaCl₂已過(guò)量的方法是：靜置懸濁液X，向上層清液中繼續(xù)滴加少量氯化鈣溶液．
故選：A．
（3）如果沒(méi)有洗滌沉淀，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的沉淀質(zhì)量偏大，會(huì)造成碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
故填：偏大．
（4）設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，
106                    100
x                      10.0g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{10.0g}$，
x=10.6g
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10.6g}{11.0g}$×100%=96.4%，
故填：96.4%．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．