Question

【題目】（10分）某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在一次探究活動中，對一份純堿樣品（含有少量氯化鈉）的純度進(jìn)行測定，請你參與并回答有關(guān)問題。

（1）甲同學(xué)進(jìn)行如下操作：

①組裝好如圖儀器，并檢查___________；

②取6.0g試樣放入錐形瓶中，加入少量蒸餾水溶解，并在其他裝置中加入相應(yīng)的藥品；

③稱量盛有新制澄清石灰水的裝置C的質(zhì)量；

④打開分液漏斗旋塞滴入鹽酸，直到不再產(chǎn)生氣泡為止；

⑤再次稱量裝置C 的總質(zhì)量；

⑥計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）上圖B裝置的作用是______________；D裝置的作用是__________________________。

【意外發(fā)現(xiàn)】C瓶中石灰水沒有變渾濁，同學(xué)們感到驚奇并產(chǎn)生了探究的欲望。

【提出猜想】原因猜想：

①是生成的氣體中混有鹽酸揮發(fā)出來的HCl；

②是生成的氣體流速太快，與石灰水反應(yīng)產(chǎn)生了可溶性物質(zhì)[經(jīng)查資料分析可溶性物質(zhì)是Ca(HCO3)2，它能與酸反應(yīng)生成CO2等物質(zhì)]。

【實驗探究】甲同學(xué)取少量實驗后C瓶溶液于試管中，向其中依次滴加足量稀HNO3和AgNO3溶液，無氣泡但有沉淀產(chǎn)生。據(jù)此判斷只有猜想 __（填“①”或“②”）成立。

【交流討論】對于如何改進(jìn)實驗，乙同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)將鹽酸換成稀硫酸，新制的澄清石灰水換成足量NaOH溶液；丙同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)在裝置A和B中間插入一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣裝置以吸收HCl（CO2不溶于飽和NaHCO3溶液，也不與其反應(yīng)），并將新制的澄清石灰水換成足量NaOH溶液 。

大家討論后認(rèn)為：乙同學(xué)的方案可行而丙同學(xué)的方案不可行。

【請你評價】丙同學(xué)方案不可行的原因是 。

【教師點(diǎn)撥】即便換成稀硫酸和NaOH溶液，反應(yīng)前后裝置中存在的CO2也會使測定出的樣品純度不準(zhǔn)確。

【請你改進(jìn)】在上述基礎(chǔ)上，你的措施是 。

同學(xué)們?nèi)苑Q取6.0g試樣，用改進(jìn)完善后的方案重新實驗。

【數(shù)據(jù)處理】裝置C實驗前后兩次稱量的質(zhì)量差為2.2g，則樣品的純度為 _。（列出計算過程）

【實驗反思】若不用上述方法，而用生成沉淀的方法來測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可選用的試劑是 。

Answer 1

【答案】（1）①裝置的氣密性；

（2）干燥二氧化碳?xì)怏w；吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止他們進(jìn)入C裝置，出現(xiàn)誤差。

【實驗探究】①

【請你評價】碳酸氫鈉吸收氯化氫時產(chǎn)生二氧化碳，導(dǎo)致盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶質(zhì)量增重偏大，造成誤差。

【請你改進(jìn)】兩次稱量前，均向整套裝置中鼓入不含二氧化碳的空氣，目的是排盡裝置中原有空氣和反應(yīng)后殘留的二氧化碳，且稱量時C裝置兩端及B裝置的出口封閉。

【數(shù)據(jù)處理】88.3%。

【實驗反思】CaCl2或BaCl2溶液。

【解析】

試題分析：（1）純堿是碳酸鈉，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)會生成二氧化碳，可通過生成的二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，故連接好裝置后要檢查裝置的氣密性；

（2）濃硫酸具有吸水性，起干燥二氧化碳的作用；C中裝的是除去2 石灰水，石灰水能與二氧化碳反應(yīng)，C中增加的質(zhì)量即為生成的二氧化碳的質(zhì)量；由于空氣和液含有二氧化碳，為了防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入故要由D裝置，堿石灰能吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止他們進(jìn)入C裝置，出現(xiàn)誤差；

【實驗探究】若氣體中含有氯化氫氣體，那么氯化氫氣體溶于水形成的鹽酸能與硝酸銀反應(yīng)生成難溶于酸的氯化銀沉淀，現(xiàn)有沉淀生成，說明二氧化碳中含有氯化氫氣體，猜想1正確；

【請你評價】由于碳酸氫鈉吸收氯化氫時會產(chǎn)生二氧化碳，導(dǎo)致盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶質(zhì)量增重偏大，造成誤差，故丙同學(xué)的方案不可行；

【請你改進(jìn)】為避免產(chǎn)生干擾，可在兩次稱量前，均向整套裝置中鼓入不含二氧化碳的空氣，目的是排盡裝置中原有空氣和反應(yīng)后殘留的二氧化碳，且稱量時C裝置兩端及B裝置的出口封閉，目的是防止空氣中二氧化碳進(jìn)入；

【數(shù)據(jù)處理】碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成的碳酸鈉和水，那么增加的質(zhì)量即為生成的二氧化碳，即二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量即可計算出碳酸鈉的質(zhì)量；

設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，

Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑

106 44

X 2.2g

106／44 =x／2.2g

X=5.3g

那么碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=5.3g／6g ×100%=88.3%

【實驗反思】若采用沉淀法，由于碳酸鈉能與CaCl2或BaCl2溶液反應(yīng)生成沉淀，故可用它們來測定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。