Question

【題目】我國著名的閩籍制堿專家侯德榜，在純堿制造方面做出了重大貢獻。用“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質，化學興趣小組欲對某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質量分數進行實驗探究，在老師的指導下，他們設計了下列兩種實驗方案進行試驗。

資料摘要：

Ⅰ．碳酸鈉和氯化鈣能發生復分解反應。

Ⅱ．濃硫酸具有很強的吸水性；堿石灰常用于吸收水蒸氣和二氧化碳。

[方案一] 樣品與氯化鈣溶液反應,測定Na2CO3的質量分數

樣品與氯化鈣溶液的反應實驗（雜質不與氯化鈣溶液反應）：

（1）分析滴加的CaCl2溶液要過量的原因：______________________________________________；

（2）將反應后的混合物進行過濾，把獲得的沉淀物進行洗滌、干燥、稱量。稱得沉淀物的質量為10g

（已知 Na2CO3和CaCO3的相對分子質量分別為106和100）,計算Na2CO3的質量分數為___________。

[方案二] 樣品與稀鹽酸反應,測定Na2CO3的質量分數

利用下圖所示實驗裝置（鐵架臺略去）和試劑，通過測定樣品和稀鹽酸反應產生的CO2氣體的質量，計算Na2CO3的質量分數（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發性且每步反應或作用都是完全的）。

（3）打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的 ，再接上裝置C和D。

（4）關閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質不與鹽酸反應），裝置A中樣品產生氣體的化學方程式為 _______________________________________________________________________。

（5）待裝置A中的反應結束后，再一次打開止水夾K，繼續往裝置通入已除去CO2的空氣一會兒。根據質量守恒定律，裝置_________（填標號）在反應前后的質量差就是產生CO2的質量，由此計算出該樣品中Na2CO3的質量分數。若沒有裝置D，將會使測定結果 ______________（選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】

（1）與碳酸鈉完全反應；

(2) 91.4%

（3）二氧化碳

（4） Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑

（5）C、 偏大

【解析】

試題分析：（1）滴加的CaCl2溶液要過量的原因與碳酸鈉充分反應

（2）解：設Na2CO3的質量分數為X

Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

106 100

11.6gx 10g

106/100=11.6gx/10g x=91.4%

（3）空氣中含有二氧化碳，所以打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的二氧化碳，再接上裝置C和D

（4）鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，化學方程式Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑

(5)由質量守恒定律可知裝置C中反應前后的質量差就是產生CO2的質量，裝置D的作用防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置C，所以若沒有裝置D，將會使測定結果偏大．