Question

20．為測定氫氧化鈉和碳酸鈉固體混合物樣品中碳酸鈉的質量分數，甲、乙兩位同學分別設計了如下實驗方案：
（1）甲同學的方案是：將mg樣品溶解，加過量氯化鋇溶液，過濾、洗滌、烘干，稱得固體為ng．①混合物中碳酸鈉的質量分數為$\frac{106n}{197m}$×100%（用m、n表示）．
②鈣離子和鋇離子都可以使碳酸根離子沉淀完全，但用氯化鋇溶液比氯化鈣溶液會使實驗結果更精確，原因是①Ca（OH）₂微溶于水，可能影響沉淀質量，②BaCl₂比CaCl₂的相對分子質量大，產生的沉淀質量大，稱量誤差小．
（2）乙同學的方案的實驗裝置如圖所示：
①盛有濃硫酸的裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣．
②請你指出乙同學方案的裝置中存在會使測出的碳酸鈉質量分數偏小的缺陷是沒有在氣體的發生裝置前面加裝通空氣（經過堿液）裝置．

Answer 1

分析 （1）混合物中碳酸鈉的質量分數=$\frac{碳酸鈉的質量}{混合物的質量}$×100%，混合物的質量為mg，碳酸鈉的質量可根據碳酸鋇的質量ng來求出；若用氯化鈣的話，反應生成的氫氧化鈣微溶于水，會使沉淀的質量變大．
（2）①盛有濃硫酸的裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣．
②若生成的二氧化碳有部分滯留在裝置內，不被堿石灰吸收，則會導致測得的二氧化碳的質量偏小，最終導致測出的碳酸鈉質量分數偏小．

解答 解：（1）①設碳酸鈉的質量為x，則
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
106                    197
x                        ng
$\frac{106}{197}$=$\frac{x}{ng}$，x=$\frac{106n}{197}$g．
混合物中碳酸鈉的質量分數=$\frac{\frac{106n}{197}g}{mg}$×100%=$\frac{106n}{197m}$×100%，故答案為：$\frac{106n}{197m}$×100%．
②若用氯化鈣的話，反應生成的氫氧化鈣微溶于水，會使沉淀的質量變大，故答案為：①Ca（OH）₂微溶于水，可能影響沉淀質量，②BaCl₂比CaCl₂的相對分子質量大，產生的沉淀質量大，稱量誤差小．
（2）①盛有濃硫酸的裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣，故填：吸收二氧化碳中的水蒸氣．
②若生成的二氧化碳有部分滯留在裝置內，不被堿石灰吸收，則會導致測得的二氧化碳的質量偏小，最終導致測出的碳酸鈉質量分數偏小．故答案為：沒有在氣體的發生裝置前面加裝通空氣（經過堿液）裝置．

點評 做檢驗反應生成的水和二氧化碳的實驗時，一定要排除空氣中的水和二氧化碳的干擾．