Question

【題目】某研究性學習小組設計了測定純堿（Na2CO3）樣品（只含NaCl雜質）中Na2CO3質量分數的實驗方案．請回答下列問題：

小資料：堿石灰的主要成分是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物

（1）氣體法。

【原理思路】利用Na2CO3與稀硫酸反應產生CO2，通過測量丙裝置實驗前后的質量得出CO2質量，從而計算碳酸鈉的質量分數。（不考慮原裝置內空氣的影響）

【實驗分析】小科同學根據以上思路，設計了如下圖的實驗裝置。

①實驗裝置乙中盛放的試劑為　 　。

裝置丁中堿石灰的作用是　 。（填字母）

A．吸收Na2CO3與稀硫酸反應產生CO2

B．防止外界空氣中二氧化碳進入丙中

C．干燥二氧化碳

②實驗中如果滴加稀硫酸的速度過快，會導致測得樣品中碳酸鈉的

質量分數　 　（填寫“偏高”“偏低”或“不變”）．

③小明同學認為小科的方案存在問題，即使操作規(guī)范下也會造成結果偏低，你認為他的理由是 ，應該將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并增加下圖裝置，實驗結束后緩緩通入一段時間空氣，目的是 ，其中NaOH溶液的作用是 。

（2）沉淀法．

【實驗原理】利用碳酸根離子與鈣離子結合生成沉淀，通過沉淀的質量而得出碳酸鈉的質量分數。

【實驗步驟】①用托盤天平稱取樣品11.0g放入燒杯中，加水使其完全溶解；

②加入過量的CaCl2溶液充分反應。證明CaCl2過量（即Na2CO3已完全反應）的方法是: 靜置，向上層清液中滴加 溶液，如果沒有白色沉100%=96.4%淀生成，證明CaCl2過量；

③過濾、操作X、干燥、稱量沉淀的質量為10.0g，操作X的名稱是 ，如果缺少此操作會造成碳酸鈉質量分數 （填寫“偏高”“偏低”或“不變”）。

④通過以上提供的數據計算出樣品中碳酸鈉的質量分數為　 。（寫出計算過程，結果保留至0.1%）

Answer 1

【答案】（1）①濃硫酸 ；B; ②偏低；③有二氧化碳殘留在燒瓶中；將殘留的二氧化碳全部鼓入到丙裝置，使其完全被氫氧化鈉吸收；吸收空氣中的二氧化碳；（2）②氯化鈣；③洗滌；偏高；④96.4%

【解析】

試題分析：為了測定純堿（Na2CO3）樣品（只含NaCl雜質）中Na2CO3質量分數：（1）氣體法．

【實驗分析】根據圖1的實驗裝置．則可推測：①實驗裝置乙中盛放的試劑為濃硫酸（或濃H2SO4），其作用是吸收水蒸氣（或干燥CO2）；裝置丁中堿石灰的作用是防止外界空氣中二氧化碳進入丙中，對實驗結果造成干擾．②實驗中如果滴加稀硫酸的速度過快，因為碳酸根不能充分與稀硫酸反應，則會導致測得樣品中碳酸鈉的質量分數偏低．③如果有CO2殘留在燒瓶內，也會造成結果偏低，故應該將裝置甲中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞，并增加圖2裝置，實驗結束后緩緩通入一段時間空氣，目的是將殘留的CO2全部鼓入到并裝置中，使其完全被氫氧化鈉溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2．（2）沉淀法．【實驗原理】利用碳酸根離子與鈣離子結合生成沉淀，通過沉淀的質量而得出碳酸鈉的質量分數．【實驗步驟】①用托盤天平稱取樣品11.0g放入燒杯中，加水使其完全溶解；②加入過量的CaCl2溶液充分反應．證明CaCl2過量（即Na2CO3已完全反應）的方法是：靜置，向上層清液中滴加CaCl2溶液，如果沒有白色沉淀生成，證明CaCl2過量；③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質量為10.0g，如果缺少洗滌會造成碳酸鈉質量分數偏高．

④設樣品中碳酸鈉的質量為x

Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl　

100

X 10.0g

106:100=X:10.0g

X=10.6g

碳酸鈉的質量分數為10.6g/11.0g×100%=96.4%