Question

5．某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學探究小組欲測定該品牌純堿的純度（即碳酸鈉的質量分數）．
（一）甲組同學設計如圖甲所示實驗：
【實驗步驟】
①組裝好如圖甲儀器，并檢查裝置的氣密性；
②稱取13.0g樣品放入錐形瓶中，加入少量蒸餾水溶解，并在其他裝置中加入相應的藥品；
③稱量裝置C的質量；
④打開分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再產生氣泡為止；
⑤再次稱量裝置C 的總質量；
⑥計算出樣品中碳酸鈉的質量分數．
【實驗分析】
（1）A裝置中反應的化學方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B裝置的作用是除去水蒸氣．
（3）如果沒有B裝置則所測樣品中碳酸鈉的質量分數偏大．（填偏大、偏小、不變）
（4）小明提出能否用鹽酸代替硫酸？同學們經過討論認為不能，理由是鹽酸揮發出氯化氫氣體被裝置C吸收，影響實驗測定．
（5）稱得純堿樣品的質量為13.0g，實驗前、后C裝置（包含藥品）的質量分別為61.2g和65.6g，則該純堿樣品的純度為81.5%（精確到0.1%）．
（二）乙組同學采用生成沉淀的方法來測定樣品中純堿的質量分數，設計了如圖乙實驗：
（1）判斷加入氯化鋇溶液是否過量的合適方法是A，然后觀察現象判斷．
A．靜置混合物X，向上層清液中繼續滴加氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則氯化鋇已經過量；
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成則說明氯化鋇已經過量．
（2）判斷濾渣是否洗滌干凈，可以采取向最后的洗出液中滴加C，然后觀察現象判斷．
A．氯化鋇溶液      B．稀硫酸       C．硝酸銀溶液       D．稀鹽酸
（3）根據實驗數據，乙組測得樣品中碳酸鈉的質量分數為88.3%（精確到0.1%）．
【實驗反思】
甲乙兩組同學所測該品牌中碳酸鈉的質量分數，你認為乙組（填“甲”或“乙”）更準確，另一組存在較大偏差的原因可能是因甲組中生成的二氧化碳殘留在錐形瓶中，未被裝置C吸收，影響實驗測定．

Answer 1

分析 【實驗步驟】①根據實驗制取氣體首先要裝置的氣密性進行解答；
【實驗分析】（1）根據碳酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳進行解答；
（2）根據濃硫酸具有吸水性進行解答；
（3）根據C裝置中增加的質量就是生成的二氧化碳的質量，如果沒有B裝置，會使測得生成二氧化碳的質量增大進行解答；
（4）根據鹽酸揮發出氯化氫氣體被裝置C吸收，影響實驗測定進行解答；
（5）根據C裝置前后質量增加的質量就是生成的二氧化碳的質量進行解答；
（二）（1）根據氯化鋇溶液和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀進行解答；
（2）根據氯化鈉和硝酸銀溶液反應生成氯化銀白色沉淀進行解答；
（3）根據白色固體就是生成的碳酸鋇的質量求出碳酸鈉的質量即可；
【實驗反思】根據因甲組中生成的二氧化碳殘留在錐形瓶中，未被裝置C吸收，影響實驗測定進行解答．

解答 解：【實驗步驟】①根據實驗制取氣體首先要裝置的氣密性；
【實驗分析】（1）碳酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，A裝置中反應的化學方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）濃硫酸具有吸水性，所以B裝置的作用是除去水蒸氣；
（3）C裝置中增加的質量就是生成的二氧化碳的質量，如果沒有B裝置，會使測得生成二氧化碳的質量增大，所以碳酸鈉的質量也增多，故沒有B裝置則所測樣品中碳酸鈉的質量分數偏大；
（4）鹽酸揮發出氯化氫氣體被裝置C吸收，影響實驗測定，所以不能用鹽酸代替硫酸；
（5）設樣品中碳酸鈉的質量為x．
二氧化碳的質量=65.6g-61.2g=4.4g
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
106                    44
x                       4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10.6g
樣品中碳酸鈉的質量分數=$\frac{10.6g}{13.0g}$×100%=81.5%
答：樣品中碳酸鈉的質量分數為81.5%．
（二）（1）氯化鋇溶液和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀，所以判斷加入氯化鋇溶液是否過量的合適方法是靜置混合物X，向上層清液中繼續滴加氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則氯化鋇已經過量；
（2）氯化鈉和硝酸銀溶液反應生成氯化銀白色沉淀，所以判斷濾渣是否洗滌干凈，可以采取向最后的洗出液中滴加硝酸銀溶液；
（3）設原混合物中碳酸鈉的質量是y
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
106           197     
y              9.85g
$\frac{106}{y}$=$\frac{197}{9.85g}$
y=5.3g
乙組測得樣品中碳酸鈉的質量分數=$\frac{5.3g}{6.0g}$×100%=88.3%
答：乙組測得樣品中碳酸鈉的質量分數為88.3%．
白色固體就是生成的碳酸鋇的質量求出碳酸鈉的質量即可；
【實驗反思】根據因甲組中生成的二氧化碳殘留在錐形瓶中，未被裝置C吸收，影響實驗測定，所以甲乙兩組同學所測該品牌中碳酸鈉的質量分數，乙組更準確．
故答案為：
【實驗步驟】①裝置的氣密性；
【實驗分析】（1）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；（2）除去水蒸氣；（3）偏大；
（4）鹽酸揮發出氯化氫氣體被裝置C吸收，影響實驗測定；（5）81.5；
（二）（1）A；（2）C；（3）88.3；
【實驗反思】乙；因甲組中生成的二氧化碳殘留在錐形瓶中，未被裝置C吸收，影響實驗測定．

點評 此題是一道實驗探究綜合題，充分的展示了化學知識的方方面面，該題綜合性強難度較大，對訓練學生良好地思維品質以及知識的嚴密性有較好的幫助．