Question

【題目】某研究性學習小組設計了測定純堿（Na2CO3）樣品（假設只含NaCl雜質）中Na2CO3質量分數的實驗方案，請你參與他們的探究活動，請回答下列問題：（不考慮原裝置內空氣的影響）

Ⅰ．A組同學設計了如圖1的實驗裝置。

（1）實驗時，在裝藥品前需組裝好如圖儀器，并_________。

（2）裝置乙的作用是_________；

（3）裝置丁的作用是_________。（填字母）

A．吸收Na2CO3與酸溶液反應產生CO2

B．防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入裝置丙中

C．干燥二氧化碳

（4）實驗中如果滴加酸溶液的速度過快，會導致測得樣品中碳酸鈉的質量分數____（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（5）B組同學認為A組同學的方案存在問題，即使操作規范，測定結果也會偏低，理由是_________，應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，實驗結束后緩緩通入一段時間空氣，目的是_________，其中NaOH溶液的作用是________。若沒有圖2裝置，直接通入空氣，則會導致測得結果_________（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（6）你認為實驗時加入的酸溶液最好是_________（填“稀鹽酸”或“稀硫酸”）。

Ⅱ．小明同學稱取樣品11.0g放入燒杯中，按如下實驗方案進行實驗。

（1）濾液Y中含有的溶質有_________（填寫化學式）。

（2）證明CaCl2已過量的方法是_________（填寫字母序號），然后觀察現象判斷。

A．靜置懸濁液X，向上層清液中繼續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）如果沉淀沒有洗滌操作會造成碳酸鈉質量分數________（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（4）通過以上提供的數據計算出樣品中碳酸鈉的質量分數為_________。（寫出計算過程，結果保留至0.1%）

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 除去CO2中水蒸氣（或干燥CO2） B 偏小 有CO2殘留在燒瓶內 將殘留的CO2全部鼓入到丙裝置中，使其完全被氫氧化鈉溶液吸收 除去通入空氣中的CO2 偏大 稀硫酸 CaCl2 、NaCl A 偏大 96.4%

【解析】Ⅰ．（1）制取氣體時，首先檢查裝置的氣密性；

（2）濃硫酸有吸水性，除去CO2中水蒸氣，干燥CO2；

（3）丁中的堿石灰防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入裝置丙中，影響計算；

（4）實驗中滴加稀硫酸的速度過快，產生的氣流過急，二氧化碳不能完全被氫氧化鈉溶液吸收，導致測得樣品中碳酸鈉的質量分數偏低；

（5）由于A組同學的方案，反應完全后有CO2殘留在燒瓶內，不能被裝置丙中藥品吸收，造成測得樣品中碳酸鈉的質量分數偏低；將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并增加圖2裝置，實驗結束后緩緩通入一段時間空氣，目的是將殘留的CO2全部鼓入到并裝置中，使其完全被氫氧化鈉溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2；直接通入空氣，使得空氣中的二氧化碳也被裝置丙中藥品吸收，則會導致測得結果偏大；

（6）由于鹽酸具有揮發性，會發出的氯化氫氣體，被裝置丙中藥品吸收，則會導致測得結果偏大，所以用稀硫酸；

Ⅱ．（1）純堿樣品只含NaCl雜質，碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，由于氯化鈣溶液過量，所以反應后所得液中含有CaCl2 、NaCl；

（2）CaCl2已過量，則溶液中不含碳酸鈉，靜置懸濁液X，向上層清液中繼續滴加少量氯化鈣溶液，不會產生白色沉淀，說明CaCl2已過量；

（3）因為在沉淀表面的可溶性雜質氯化鈉，所以沉淀洗滌的目的是：除去沉淀表面的可溶性雜質；若不洗滌，雜質氯化鈉的質量當作沉淀物的質量，即樣品中所含的碳酸根偏大，導致碳酸鈉的質量分數偏大；

（4）設樣品中碳酸鈉的質量是X

CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl

106 100

X 10.0g

X=10.6g

樣品中碳酸鈉的質量分數為 ×100%=93.4%。

答：樣品中碳酸鈉的質量分數為93.4%。