Question

化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)定某已部分變質(zhì)的小蘇打樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
【方案一】 稱取一定質(zhì)量的固體樣品,通過(guò)加熱至恒重后冷卻,稱量剩余固體質(zhì)量,計(jì)算。
(1)下列儀器中,在灼燒固體樣品時(shí)必須用到的是　　　　(填名稱)。 

(2)實(shí)驗(yàn)中需加熱至恒重的目的是:　                                      。
(3)實(shí)驗(yàn)中確定加熱至恒重的方法是:　                                      。
(4)若加熱過(guò)程中有晶體迸濺出來(lái),則測(cè)得的結(jié)果　　　　(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
【方案二】 稱取一定質(zhì)量樣品,置于小燒杯中,加適量水溶解;向小燒杯中加入足量Ba(OH)₂溶液,過(guò)濾,洗滌,干燥沉淀,稱量固體質(zhì)量,計(jì)算。
(已知:Ba²⁺+OH^-+HCBaCO₃↓+H₂O)
(1)過(guò)濾操作中,除了燒杯、漏斗外,還要用到的玻璃儀器為                    　　。
(2)實(shí)驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是　                               。
(3)實(shí)驗(yàn)中洗滌沉淀的操作是　                                             。
(4)實(shí)驗(yàn)中判斷沉淀是否洗滌干凈的方法是　                                  。
【方案三】 按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

(1)B裝置內(nèi)所盛試劑是　　　　;D裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　;分液漏斗中　　　　(填“能”或“不能”)用鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)前稱取17.9 g樣品,實(shí)驗(yàn)后測(cè)得C裝置增重8.8 g,則樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　。
(3)根據(jù)此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù),測(cè)定結(jié)果有誤差,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯缺陷是　             。

Answer 1

【方案一】 (1)坩堝、泥三角
(2)保證NaHCO₃分解完全
(3)兩次稱量固體的質(zhì)量差不超過(guò)0.1 g
(4)偏小
【方案二】 (1)玻璃棒
(2)靜置,向上層清液滴加一滴Ba(OH)₂溶液,觀察是否有白色沉淀生成
(3)向漏斗里加入蒸餾水,使水面沒(méi)過(guò)沉淀物,等水自然流完后,重復(fù)操作2～3次
(4)取少量最后一次洗滌沉淀的濾液于試管中,滴加一滴Na₂SO₄溶液,觀察是否有白色沉淀生成
【方案三】 (1)濃H₂SO₄　防止空氣中的水蒸氣、CO₂進(jìn)入C裝置　不能
(2)29.6%
(3)缺少一套將A、B內(nèi)的CO₂氣體驅(qū)趕到C里的裝置(或其他合理答案)

【方案一】 小蘇打受熱分解,根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化,可以測(cè)定小蘇打樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(1)給固體灼燒需用到的儀器有:酒精燈、三腳架、坩堝、泥三角、坩堝鉗。(2)加熱至恒重的目的是保證NaHCO₃分解完全。(3)當(dāng)兩次稱量剩余固體的質(zhì)量差不超過(guò)0.1 g時(shí),說(shuō)明已經(jīng)加熱至恒重。(4)加熱過(guò)程中迸濺出晶體時(shí),最后剩余的固體質(zhì)量減小,求出的小蘇打的質(zhì)量增大,進(jìn)而求出的蘇打的質(zhì)量減小。
【方案二】 (1)過(guò)濾操作中用到的儀器有:鐵架臺(tái)(附鐵圈)、燒杯、漏斗、玻璃棒、濾紙。(2)判斷沉淀是否完全的方法是:靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加沉淀劑,若有沉淀生成,則說(shuō)明沉淀不完全;若無(wú)沉淀生成,則說(shuō)明沉淀已完全。(3)洗滌沉淀的操作是向漏斗里加入蒸餾水,使水面沒(méi)過(guò)沉淀物,等水自然流完后,重復(fù)操作2～3次。(4)要判斷沉淀是否洗干凈就要分析如果沒(méi)有洗凈,洗滌液中含有何種易于鑒別的離子,然后取最后一次的洗滌液,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┻M(jìn)行實(shí)驗(yàn),該題若沒(méi)有洗干凈,會(huì)含有OH^-、Ba²⁺、HC、C離子,現(xiàn)象明顯的是用S鑒別Ba²⁺。
【方案三】 (1)A裝置是將樣品中的Na₂CO₃、NaHCO₃完全轉(zhuǎn)化為CO₂,產(chǎn)生的CO₂被C裝置吸收,通過(guò)稱量C裝置吸收前后的質(zhì)量差(即產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量),可以求出Na₂CO₃和NaHCO₃的質(zhì)量,進(jìn)而求出小蘇打樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。由于堿石灰既能吸收CO₂又能吸收水蒸氣,所以從A裝置中出來(lái)的氣體在進(jìn)入C裝置前,必須除去CO₂氣體中的水蒸氣,C裝置后面必須連接一防止空氣中的水蒸氣、CO₂進(jìn)入的裝置。用鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),揮發(fā)出來(lái)的HCl氣體會(huì)被C裝置吸收而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。(2)設(shè)樣品中Na₂CO₃的物質(zhì)的量為x,NaHCO₃的物質(zhì)的量為y。則有:44 g·mol^-1(x+y)="8.8" g,106 g·mol^-1 x+84 g·mol^-1 y="17.9" g,解得:
x="0.05" mol,y="0.15" mol。可求出樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.6%。(3)由于A、B裝置內(nèi)的CO₂氣體無(wú)法完全進(jìn)入C裝置里,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果有誤差,應(yīng)增加一套將A、B內(nèi)的CO₂氣體驅(qū)趕到C里的裝置(合理
即可)。