Question

7．某化學興趣小組同學利用侯德榜制堿法的原理制得了一些純堿，經檢驗，樣品中含有少量NH₄Cl．現欲用實驗測定樣品的純度，設計了多種探究方案：
方案一：重量法測定樣品中Cl^-的質量分數：在樣品中加入酸化的硝酸銀溶液，稱量沉淀AgCl的質量．
方案二：重量法測定樣品中CO₃^2-的質量分數：在樣品中加入足量BaCl₂溶液，將CO₃^2-沉淀后稱量沉淀BaCO₃的質量．
方案三：用稀酸將CO₃^2-轉化成CO₂，再用吸收劑吸收CO₂，通過測定吸收劑的增量求算純度．
試回答下列問題：
（1）方案一中應選用硝酸進行酸化．方案一、二均需經過①取樣并稱量；②滴加試液；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱量至質量恒定．
（2）該同學選擇用第三種方案測定樣品純度，并設計了如圖裝置．
①裝置C的作用是防止空氣中的CO₂、水蒸氣被B中堿石灰吸收；
②從裝置A左側導管處通空氣的目的是使得生成的CO₂氣體全部被B中堿石灰吸收；為盡量減少實驗誤差，你認為該裝置還應該作何改進？在裝置A左側加一個裝置，以除去進入裝置A的空氣中的CO₂．
（3）有同學指出還可以用標準鹽酸滴定樣品溶液中Na₂CO₃至完全轉換為NaCl的方法測定純度．你認為該方法需要知道或測定的數據（請同時用字母表示，并注明其合理單位）除了樣品質量m g，還需要標準鹽酸的濃度c mol•L^-1、所用鹽酸體積V mL．請用以上數據計算樣品中Na₂CO₃的質量分數$\frac{cV×1{0}^{-3}106}{2m}$．

Answer 1

分析 （1）生成AgCl沉淀，需要加入硝酸酸化的硝酸銀溶液；稱量沉淀時，需要先洗滌、干燥；
（2）①裝置C吸收空氣中的CO₂、水蒸氣，防止B出現誤差；
②從裝置A左側導管處通空氣，趕出CO₂，使得生成的CO₂氣體全部被B中堿石灰吸收；為盡量減少實驗誤差，應在裝置A左側加一個裝置，以除去進入裝置A的空氣中的CO₂；
（3）用標準鹽酸滴定樣品溶液中Na₂CO₃至完全轉換為NaCl的方法測定純度，需要知道標準鹽酸的濃度和體積；根據關系式法計算Na₂CO₃的質量分數．

解答 解：（1）生成AgCl沉淀，需要加入硝酸酸化的硝酸銀溶液；稱量沉淀時，需要先洗滌、干燥；
故答案為：硝酸；洗滌；干燥；
（2）①裝置C吸收空氣中的CO₂、水蒸氣，防止B出現誤差，故答案為：防止空氣中的CO₂、水蒸氣被B中堿石灰吸收；
②從裝置A左側導管處通空氣，趕出CO₂，使得生成的CO₂氣體全部被B中堿石灰吸收；為盡量減少實驗誤差，應在裝置A左側加一個裝置，以除去進入裝置A的空氣中的CO₂；
故答案為：使得生成的CO₂氣體全部被B中堿石灰吸收；在裝置A左側加一個裝置，以除去進入裝置A的空氣中的CO₂；
（3）用標準鹽酸滴定樣品溶液中Na₂CO₃至完全轉換為NaCl的方法測定純度，需要知道標準鹽酸的濃度和體積；
根據關系式法：Na₂CO₃～2HCl
                1      2
      n（Na₂CO₃）      cV×10^-3mol，n（Na₂CO₃）=$\frac{cV×1{0}^{-3}}{2}$mol，m（Na₂CO₃）=nM=$\frac{cV×1{0}^{-3}×106}{2}$g，
則樣品中Na₂CO₃的質量分數為$\frac{cV×1{0}^{-3}106}{2m}$；
故答案為：標準鹽酸的濃度c mol•L^-1、所用鹽酸體積V mL；$\frac{cV×1{0}^{-3}106}{2m}$．

點評 本題考查實驗室測定純堿的純度，難度中等，注意排除空氣中的CO₂、水蒸氣對實驗的影響，關系式法的計算．