Question

【題目】現(xiàn)有一瓶含NaCl雜質(zhì)的Na2CO3樣品，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測(cè)定其純度的方法，裝置如圖1，其中A容器中盛有樣品10.0g，分液漏斗內(nèi)盛有稀硫酸，B容器內(nèi)為堿石灰固體。

（1）該同學(xué)重復(fù)操作了三次，每次操作均正確，且裝置不漏氣，可是結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了較大偏差（容器內(nèi)反應(yīng)均完全，裝置內(nèi)空氣的影響忽略不計(jì)），請(qǐng)你分析可能的原因______。

（2）通過(guò)仔細(xì)分析，該同學(xué)重新設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置如圖3，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：（可供選擇的試劑還有Zn片、濃硫酸、NaOH溶液、CaCO3固體、蒸餾水）

①該套裝置未畫(huà)完整，請(qǐng)?jiān)谀阏J(rèn)為需要補(bǔ)充裝置的虛框內(nèi)畫(huà)出合適的簡(jiǎn)圖，并注明試劑_____。

②A裝置的廣口瓶中應(yīng)加入的試劑是______；該裝置的作用是______。

③如果實(shí)驗(yàn)后測(cè)得E裝置質(zhì)量增重3.52g，則該Na2CO3試樣的純度為______。

（3）測(cè)定該Na2CO3試樣純度的方法有多種，請(qǐng)你利用不同的反應(yīng)原理再設(shè)計(jì)一套方案。要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作流程和試樣中Na2CO3純度的表達(dá)式。（試劑任選）

操作流程按下列圖4所示表述：

①操作流程為（圖5）：______。

②實(shí)驗(yàn)時(shí)稱量樣品的質(zhì)量為a克，所測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量為b克，該試樣中Na2CO3純度的表達(dá)式為：______。

Answer 1

【答案】①A中產(chǎn)生的CO2氣體未全部進(jìn)入B；②CO2中混有的少量水蒸氣進(jìn)入B；③B吸收了空氣中的水蒸氣、CO2 Zn片和蒸餾水 利用A中生成的H2將C中的CO2全部排入E中被堿石灰吸收 84.8%

【解析】

（1）空氣中的二氧化碳和水會(huì)進(jìn)入裝置B中，與堿石灰反應(yīng)，碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳和水，二氧化碳會(huì)從稀硫酸中攜帶水蒸氣，進(jìn)入裝置B，被堿石灰吸收，也有可能，A中產(chǎn)生的二氧化碳未全部被堿石灰吸收，從而使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差，所以結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了較大偏差，可能的原因是：①A中產(chǎn)生的CO2氣體未全部進(jìn)入B；②CO2中混有的少量水蒸氣進(jìn)入B；③B吸收了空氣中的水蒸氣、CO2；

（2）①濃硫酸有吸水性，所以進(jìn)入堿石灰之前，需要先用濃硫酸將水蒸氣吸收，還要防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入堿石灰中，所以需要補(bǔ)充裝置的虛框內(nèi)畫(huà)出合適的簡(jiǎn)圖為：；

②題中所給的濃硫酸需要稀釋，實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，氫氣可以將二氧化碳排出，減小實(shí)驗(yàn)誤差，所以A裝置的廣口瓶中應(yīng)加入的試劑是：Zn片和蒸餾水，該裝置的作用是：利用A中生成的H2將C中的CO2全部排入E中被堿石灰吸收；

③E裝置中增加的質(zhì)量就是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量。

設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x

x=8.48g

所以該Na2CO3試樣的純度為：；

（3）①碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀，通過(guò)沉淀的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量，再求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以操作流程是：；

②實(shí)驗(yàn)時(shí)稱量樣品的質(zhì)量為a克，所測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量為b克，所以碳酸鈣質(zhì)量為b，設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為y，所以

y=g

所以碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：。