Question

2．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了測定純堿（Na₂CO₃）樣品（假設(shè)只含NaCl雜質(zhì)）中Na₂CO₃質(zhì)量分數(shù)的實驗方案，請你參與他們的探究活動，請回答下列問題：（不考慮原裝置內(nèi)空氣的影響）
Ⅰ．A組同學(xué)設(shè)計了如圖1的實驗裝置．
（1）實驗時，在裝藥品前需組裝好如圖儀器，并檢查裝置氣密性．
（2）裝置乙的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；
（3）裝置丁的作用是B．（填字母）
A．吸收Na₂CO₃與酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO₂
B．防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入裝置丙中
C．干燥二氧化碳
（4）實驗中如果滴加酸溶液的速度過快，會導(dǎo)致測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”或“無影響”）．
（5）B組同學(xué)認為A組同學(xué)的方案存在問題，即使操作規(guī)范，測定結(jié)果也會偏低，理由是有CO₂殘留在燒瓶內(nèi)，應(yīng)該將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并在甲的左邊連接上圖2裝置，實驗結(jié)束后緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣，目的是將反應(yīng)生成的CO₂全部鼓入到丙裝置中，其中NaOH溶液的作用是除去通入空氣中的二氧化碳．若沒有圖2裝置，直接通入空氣，則會導(dǎo)致測得結(jié)果偏大（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）．
（6）你認為實驗時加入的酸溶液最好是稀硫酸（填“稀鹽酸”或“稀硫酸”）．
Ⅱ．小明同學(xué)稱取樣品11.0g放入燒杯中，按如下實驗方案進行實驗．
   
 （1）濾液Y中含有的溶質(zhì)有NaCl、CaCl₂（填寫化學(xué)式）．
（2）證明CaCl₂已過量的方法是A（填寫字母序號），然后觀察現(xiàn)象判斷．
A．靜置懸濁液X，向上層清液中繼續(xù)滴加少量氯化鈣溶液
B．取少量濾液Y于試管中，滴加氯化鈣溶液
（3）如果沉淀沒有洗滌操作會造成碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)偏大（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）．
（4）通過以上提供的數(shù)據(jù)計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為96.4%．（寫出計算過程，結(jié)果保留至0.1%）

Answer 1

分析 Ⅰ．凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
實驗中如果滴加酸溶液的速度過快，會導(dǎo)致二氧化碳不能被丙裝置完全吸收；
空氣中含有二氧化碳和水蒸氣；
鹽酸具有揮發(fā)性，硫酸沒有揮發(fā)性；
Ⅱ．碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
如果沉淀沒有洗滌，會導(dǎo)致測定的沉淀質(zhì)量偏大；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：Ⅰ．（1）實驗時，在裝藥品前需組裝好如圖儀器，并檢查裝置氣密性．
故填：檢查裝置氣密性．
（2）裝置乙的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣．
故填：吸收二氧化碳中的水蒸氣．
（3）裝置丁的作用是防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入裝置丙中．
故選：B．
（4）實驗中如果滴加酸溶液的速度過快，會導(dǎo)致二氧化碳不能被丙裝置完全吸收，從而會導(dǎo)致測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)偏�。�
故填：偏小．
（5）B組同學(xué)認為A組同學(xué)的方案存在問題，即使操作規(guī)范，測定結(jié)果也會偏低，理由是有CO₂殘留在燒瓶內(nèi)；
應(yīng)該將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并在甲的左邊連接上圖2裝置，實驗結(jié)束后緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣，目的是將反應(yīng)生成的CO₂全部鼓入到丙裝置中；
其中NaOH溶液的作用是除去通入空氣中的二氧化碳；
若沒有圖2裝置，直接通入空氣，空氣中的二氧化碳能被丙裝置吸收，則會導(dǎo)致測得結(jié)果偏大．
故填：有CO₂殘留在燒瓶內(nèi)；將反應(yīng)生成的CO₂全部鼓入到丙裝置中；除去通入空氣中的二氧化碳；偏大．
（6）你認為實驗時加入的酸溶液最好是 稀硫酸（填“稀鹽酸”或“稀硫酸”）．
Ⅱ．（1）濾液Y中含有的溶質(zhì)有雜質(zhì)和反應(yīng)生成的NaCl、過量的CaCl₂．
故填：NaCl、CaCl₂．
（2）證明CaCl₂已過量的方法是：靜置懸濁液X，向上層清液中繼續(xù)滴加少量氯化鈣溶液．
故選：A．
（3）如果沒有洗滌沉淀，會導(dǎo)致測定的沉淀質(zhì)量偏大，會造成碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)偏大．
故填：偏大．
（4）設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，
106                    100
x                      10.0g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{10.0g}$，
x=10.6g
碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10.6g}{11.0g}$×100%=96.4%，
故填：96.4%．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．