Question

6．化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測定某Na₂CO₃和NaCl的固體混合物樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了以下實驗，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答．

（1）甲同學(xué)用圖1所示裝置測定CO₂的質(zhì)量．實驗時稀硫酸是與樣品中的Na₂CO₃（填“Na₂CO₃”或“NaCl”）發(fā)生反應(yīng)，儀器b的名稱是分液漏斗，洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，此濃硫酸的作用是除去CO₂中的水蒸氣．
（2）乙同學(xué)用圖2所示裝置，取一定質(zhì)量的樣品（m g）和足量稀硫酸反應(yīng)進(jìn)行實驗，完成樣品中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定．
①實驗前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內(nèi)推壓，若b下端玻璃管中的液面上升，則裝置氣密性良好．
②在實驗完成時，能直接測得的數(shù)據(jù)是CO₂的體積（填“體積”或“質(zhì)量”）．
（3）丙同學(xué)用如圖所示方法和步驟進(jìn)行實驗：

①操作Ⅰ涉及的實驗名稱有過濾、洗滌；操作Ⅱ涉及的實驗名稱有干燥、稱量．
②丙同學(xué)測得的樣品中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式為$\frac{106y}{197x}$×100%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應(yīng)，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應(yīng)過程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w；
（2）①使用注射器改變瓶內(nèi)氣體的多少而改變瓶內(nèi)壓強(qiáng)；當(dāng)將針筒活塞向內(nèi)推壓時，瓶內(nèi)氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，瓶內(nèi)液體則會被壓入長頸漏斗內(nèi)，b下端玻璃管中液面上升，可以說明裝置氣密性良好；
②裝置中 加入硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，注射器活塞被向外推出，可以測定二氧化碳的體積；
（3）①依據(jù)流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉 反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質(zhì)量；
②依據(jù)沉淀質(zhì)量計算物質(zhì)的量，依據(jù)碳元素守恒計算碳酸鈉質(zhì)量，計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）依據(jù)裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應(yīng)，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應(yīng)過程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：Na₂CO₃；分液漏斗；除去CO₂中的水蒸氣；
（2）①使用注射器改變瓶內(nèi)氣體的多少而改變瓶內(nèi)壓強(qiáng)；當(dāng)將針筒活塞向內(nèi)推壓時，瓶內(nèi)氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，瓶內(nèi)液體則會被壓入長頸漏斗內(nèi)，b下端玻璃管中液面上升，可以說明裝置氣密性良好，
故答案為：液面上升；
②在實驗完成時，反應(yīng)后可以利用注射器讀取生成氣體的體積，能直接測得的數(shù)據(jù)是CO₂的體積，
故答案為：體積；
（3）①流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉 反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質(zhì)量，
故答案為：過濾；稱量；
 ②流程分析判斷沉淀質(zhì)量為yg，物質(zhì)的量=$\frac{yg}{197g/mol}$=$\frac{y}{197}$mol；碳酸鈉物質(zhì)的量和碳酸鋇物質(zhì)的量相同，樣品質(zhì)量為Xg，則碳酸鈉質(zhì)量為$\frac{y}{197}$mol×106g/mol；
所以碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{106y}{197}}{x}$×100%=$\frac{106y}{197x}$×100%，
故答案為：$\frac{106y}{197x}$×100%．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證和含量測定方法分析判斷，混合物中物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算方法和應(yīng)用，題目難度中等，答題時注意元素化合物知識和實驗基本操作的靈活運(yùn)用．