Question

12．食用堿的主要成分是Na₂CO₃（常含有少量的NaCl）．課外探究小組為測定市售食用堿中Na₂CO₃的含量，設計了如下實驗裝置：

[設計思路]用氮氣將裝置A中生成的二氧化碳緩緩吹入裝置C中，利用裝置C的質量變化測定食用堿中Na₂CO₃的含量．
請結合實驗裝置和設計思路，回答下面問題：
①實驗結束后，繼續通入氮氣的目的是將裝置AB中的二氧化碳排入C裝置，并被吸收；
②該小組的同學稱取樣品的質量為2.65g，把C裝置中得到的沉淀經過濾、洗滌、干燥后，稱其質量為3.94g，請計算食用堿中碳酸鈉的質量分數；（簡要寫出計算過程）
③若撤除裝置D，試分析對實驗結果的影響及原因是防止空氣中二氧化碳進入C裝置并被吸收，使計算結果變大．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳被C中氫氧化鋇吸收，用于計算；
（2）根據生成沉淀的質量結合方程式計算碳酸鈉的質量，進一步計算食用堿中碳酸鈉的質量分數；
（3）根據堿石灰會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣進行分析．

解答 解：（1）碳酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳被C中氫氧化鋇吸收，用于計算，所以用氮氣將裝置AB中的二氧化碳排入C裝置，并被吸收；故填：將裝置AB中的二氧化碳排入C裝置，并被吸收；
（2）根據Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；可得關系式Na₂CO₃～BaCO₃↓；
設食用堿中碳酸鈉的質量為x
 Na₂CO₃～BaCO₃↓；
106             197
x                 3.94g
$\frac{106}{x}=\frac{197}{3.94g}$
x=2.12g
食用堿中碳酸鈉的質量分數為：$\frac{2.12g}{2.65g}×100%$=80%；
（3）堿石灰會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止空氣中二氧化碳進入C裝置并被吸收，使計算結果變大．故填：防止空氣中二氧化碳進入C裝置并被吸收，使計算結果變大．

點評 本題考查學生對實驗原理及裝置理解、對操作的評價、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，根據物質的化學性質，要認真分析，把握實驗設計的每個步驟中的實驗目的．