Question

欲確定某碳酸鈉樣品（含有少量硫酸鈉）中其碳酸鈉的質量分數，可進行如下實驗：稱取樣品ag，加水溶解，在該溶液中加入過量的鹽酸使溶液呈酸性，再加入過量氯化鋇溶液，過濾、洗滌沉淀，并將沉淀烘干，稱量沉淀為bg．
請回答：
（1）溶液用鹽酸酸化的原因是

 

；
（2）需要加入過量氯化鋇溶液的原因是

 

；
（3）檢驗氯化鋇是否加入過量的方法是

 

；
（4）計算樣品中含Na₂CO₃質量分數的表達式是

 

．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈉可以和氯化鋇反應生成白色沉淀，但是該白色沉淀可以溶于酸，可以據此解答；
（2）加入過量的氯化鋇可以使樣品中的硫酸根離子全部轉化為沉淀而使就算結果更準確；
（3）如果氯化鋇過量濾液中則會含有鋇離子，所以可以據此來解答該題；
（4）根據化學方程式求出硫酸鈉的質量進而可以表示出碳酸鈉的質量分數．

解答：解：（1）碳酸鈉和硫酸鈉都可以和氯化鋇溶液反應生成白色的沉淀，但是碳酸鋇可以溶于稀鹽酸，而硫酸鋇不溶于酸，即在酸性的環境中不能形成碳酸鋇沉淀，所以為了防止碳酸根離子干擾實驗現象，要加入稀鹽酸來酸化；
（2）加入過量的碳酸鋇為了將溶液中的硫酸根離子全部轉化為沉淀，以使結果更準確；
（3）如果加入的氯化鋇是過量的則在濾液中依然存在著鋇離子，那么若要驗證濾液中是否含有鋇離子，可以向濾液中加入硫酸鈉，看是否能夠產生沉淀，如果產生了沉淀，說明氯化鋇是過量的，如果沒有白色沉淀產生則說明氯化鋇不是過量的；
（4）根據題意可知發生的反應為硫酸鈉和氯化鋇的反應，同時生成硫酸鋇的質量為bg，所以可以據此求出硫酸鈉的質量，進而求出碳酸鈉的質量，然后得出樣品中碳酸鈉的質量分數；
設硫酸鈉的質量為x
BaCl₂+Na₂SO₄═2NaCl+BaSO₄↓
      142            233
      x               bg
   

142

233

=

x

bg

解得：x=

142b

233

g
所以碳酸鈉的質量分數可以表示為：

ag- 142bg 233

ag

×100%．
故答案為：（1）為了防止碳酸根離子干擾實驗現象；
（2）使硫酸根離子沉淀完全，得到更準確的結果；
（3）向濾液中加入硫酸鈉，如果產生沉淀則說明氯化鋇是過量的，反之則不是過量的；
（4）

ag- 142bg 233

ag

×100%．

點評：熟練掌握常見的碳酸鹽和硫酸鹽的化學性質，知道可溶性的碳酸鹽和硫酸鹽都能夠和鋇離子生成白色的沉淀，但是硫酸鋇不溶于鹽酸和硝酸，而碳酸鋇可以溶于鹽酸和硝酸，所以在鑒別硫酸根時要用酸化的鋇鹽來防止碳酸根離子的干擾．