11.工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉.某興趣小組同學(xué)圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測定問題,展開了討論與探究.
【實驗思路】利用Na
2CO
3與稀H
2SO
4反應(yīng)產(chǎn)生CO
2,通過測定產(chǎn)生的CO
2質(zhì)量,確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量,計算樣品純度.
【實驗方案】小明根據(jù)以上思路,設(shè)計了如圖甲的實驗方案(固定裝置省略).
(1)A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式有Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑、H
2SO
4+2NaOH═Na
2SO
4+2H
2O.
(2)濃硫酸的作用為吸水干燥二氧化碳?xì)怏w.
(3)能說明樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)的現(xiàn)象是繼續(xù)滴加稀硫酸時,不再有氣泡產(chǎn)生.
【交流討論】經(jīng)討論,小組同學(xué)一致認(rèn)為圖甲中小明設(shè)計的實驗方案有缺陷,則因方案設(shè)計缺陷而導(dǎo)致誤差的因素有②③④(填序號).
①加入的稀硫酸量不足 ②裝置內(nèi)空氣中的CO
2沒有排出
③反應(yīng)產(chǎn)生的CO
2未被完全吸收 ④干燥管與空氣直接相通
【實驗改進】為減少誤差,使測定生成CO
2的質(zhì)量更準(zhǔn)確,該小組同學(xué)根據(jù)以上討論,對圖甲方案進行改進,設(shè)計了如圖乙的實驗方案(固定裝置省略).
圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應(yīng)前和停止反應(yīng)后,都要通過量的空氣,反應(yīng)前通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是先關(guān)閉c,再打開a、b.
【數(shù)據(jù)分析】該實驗測定工業(yè)燒堿的純度,需要收集的數(shù)據(jù)有樣品的質(zhì)量和D裝置增加的質(zhì)量,若撤去圖乙中的A裝置,實驗步驟同上,則測得工業(yè)燒堿的純度將偏低(填“偏高”、“偏低”或“無影響”).
【實驗反思】有同學(xué)認(rèn)為也可用“沉淀法”來測定上述工業(yè)燒堿樣品的純度,可供選擇的試劑有氯化鈣溶液、氯化鋇溶液,你認(rèn)為選擇哪種試劑更好,并簡述理由:選BaCl
2溶液更好.與等質(zhì)量的碳酸鈉反應(yīng),BaCl
2反應(yīng)后生成的沉淀質(zhì)量更大,稱量時誤差小,計算結(jié)果更準(zhǔn)確.
【拓展提高】已知Na
2CO
3溶液滴加稀硫酸并不斷振蕩,先生成NaHCO
3,當(dāng)Na
2CO
3全部轉(zhuǎn)化為NaHCO
3后,生成的NaHCO
3能繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)生成CO
2.現(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸,反應(yīng)后產(chǎn)生無色氣體并得到X溶液.請分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì),其所有的可能組成情況為①Na
2SO
4和H
2SO
4;②Na
2SO
4;③Na
2SO
4和NaHCO
3.