Question

【題目】某過碳酸鈉樣品中含有少量的碳酸鈉等雜質，為測定其純度，某化學小組同學利用如圖裝置展開如下探究：

[資料在線]

①過碳酸鈉(Na2CO4)和稀硫酸反應的原理為：

2 Na2CO4+2H2SO4=2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O

②碳酸鈉與稀硫酸反應后生成硫酸鈉、二氧化碳和水。

③濃硫酸具有強吸水性。氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳。

④含鈉的化合物可溶于水，樣品中其它雜質不溶于水且不參與反應。

⑤該實驗條件下，氧氣的密度為l.43g/L、二氧化碳的密度l.97g/L。

[實驗步驟]

a．連接儀器并檢查裝置氣密性。

b．向裝置Ⅰ中的錐形瓶加入1.0g樣品，由注射器緩緩注入稀硫酸，待到完全反應后，利用裝置Ⅳ測得反應生成的氣體體積為82.6 mL；裝置I中的溶液經(jīng)處理，稱得硫酸鈉固體質量為1.1g。

c．根據(jù)測得數(shù)據(jù)，計算樣品中過碳酸鈉的質量分數(shù)。

[回答問題]

(1)判斷樣品與稀硫酸完全反應的現(xiàn)象是___________。

寫出碳酸鈉與稀硫酸反應的化學方程式：___________。

(2)裝置Ⅱ和Ⅲ的廣口瓶中盛有足量的藥品是___________(填標號)。

A．Ⅱ—濃硫酸、Ⅲ—氫氧化鈉溶液 B．Ⅱ—氫氧化鈉溶液、Ⅲ—濃硫酸

(3)甲同學通過稱量裝置I中實驗前后固體的質量、乙同學通過讀取裝置IV中氣體的體積，分別計算出樣品中過碳酸鈉質量分數(shù)。

①乙同學計算過程中，需要選用___________ (填“氧氣”或“二氧化碳”)的密度。

②兩位同學的實驗結果不同，經(jīng)分析乙同學實驗方案正確。甲同學的實驗方案不準確的原因是___________。

Answer 1

【答案】 裝置I(或II或III)中不再有氣泡產生(或量氣管內液面不再下降) Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑ B 氧氣 甲稱得1.1 g Na2SO4的質量由Na2CO4和Na2CO3與稀硫酸共同反應而生成，使得測定結果不準確

【解析】本題在測定過碳酸鈉樣品的純度的情境下考查了酸的性質，氣體的分離，根據(jù)化學方程式的計算以及實驗誤差的分析。綜合性很強，但難度不大，認真閱讀，理解題意，利用已有的知識分析解答。

(1) 碳酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉和水和二氧化碳，過碳酸鈉(Na2CO4)和稀硫酸反應生成硫酸鈉和氧氣的二氧化碳和水，都有氣體生成，樣品與稀硫酸完全反應的現(xiàn)象是裝置I(或II或III)中不再有氣泡產生(或量氣管內液面不再下降)；碳酸鈉與稀硫酸反應的化學方程式：Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑；

(2)裝置Ⅱ的作用是吸收二氧化碳和裝置Ⅲ的作用是吸收水蒸氣，裝置Ⅱ和Ⅲ的廣口瓶中盛有足量的藥品分別是氫氧化鈉溶液、濃硫酸，故選B。

(3)甲同學通過稱量裝置I中實驗前后固體的質量、乙同學通過讀取裝置IV中氣體的體積，分別計算出樣品中過碳酸鈉質量分數(shù)。

①乙同學是通過氧氣的質量計算出過碳酸鈉的質量，乙同學計算過程中，需要選用氧氣的密度；

②兩位同學的實驗結果不同，經(jīng)分析乙同學實驗方案正確。甲同學的實驗方案不準確的原因是甲稱得1.1 g Na2SO4的質量由Na2CO4和Na2CO3與稀硫酸共同反應而生成，使得測定結果不準確。