Question

學校實驗室現(xiàn)有含少量NaCl雜質(zhì)的Na₂CO₃固體樣品，某化學興趣小組的同學決定測定樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，甲、乙兩位同學分別設計出下列兩種實驗方案：
（1）甲同學用圖1所示裝置，取1.0g的混合物與足量稀硫酸反應后，測定產(chǎn)生的CO₂氣體的體積．實驗開始時檢查該裝置氣密性的方法是

 

；注射器的容積至少是

 

   A．100mL    B．150mL    C． 200mL    D．250mL
如果注射器內(nèi)的氣體體積增大168mL（標準狀況），那么樣品的純度是

 

（2）乙同學用圖2裝置測定CO₂的質(zhì)量，該裝置存在明顯缺陷，從而導致實驗誤差，請你分析其中使測定結(jié)果可能偏大的主要原因

 

（寫一條即可）；使測定結(jié)果可能偏小的主要原因

 

（寫一條即可）．
（3）丙同學利用沉淀法設計出下列實驗方案．請將實驗步驟補充完整．并回答相關問題：
①

 

，加適量蒸餾水使之全部溶解；
②向所得溶液中加入過量的CaCl₂溶液使之生成CaCO₃沉淀；
③

 

；④計算樣品的質(zhì)量分數(shù)．
在步驟②中確保加入的CaCl₂溶液過量的方法是：

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,鈉的重要化合物

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）欲檢查裝置氣密性，可根據(jù)該反應容器的特點，采用拉動注射器活塞的方法完成；
（2）根據(jù)堿石灰的成分可知，堿石灰既可吸收二氧化碳也可吸收水，同時生成的二氧化碳反應后在裝置內(nèi)會有殘留，以及干燥管與空氣接觸等進行分析即可；
（3）沉淀法測定樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，先稱取樣品于燒杯中加入蒸餾水溶解，向所得溶液中加入過量氯化鈣溶液使碳酸根離子全部形成沉淀，過濾、洗滌、干燥、稱量得到碳酸鈣的質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計算碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)；檢驗加入的CaCl₂溶液過量的方法是，沉淀后的上層清液中滴加少量氯化鈣溶液，若不再有沉淀生成則加入氯化鈣溶液過量．

解答： 解：（1）欲檢查裝置氣密性，可根據(jù)該反應容器的特點，采用拉動注射器活塞的方法完成，具體操作為關閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，若活塞能回到原位，證明不漏氣，否則漏氣；依據(jù)題干信息可知，為保證實驗成功注射器的體積應不小于250ml；如果注射器內(nèi)的氣體體積增大168mL（標準狀況），為二氧化碳物質(zhì)的量=

0.168L

22.4L/mol

=0.0075mol，碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)=

0.0075mol×106g/mol

1.0g

×100%=79.5%；
故答案為：關閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，若活塞能回到原位，證明不漏氣，否則漏氣；D；79.5%；
（2）因生產(chǎn)的CO₂氣體中混有水蒸氣或空氣中的CO₂和水蒸氣進入干燥管中，會導致質(zhì)量偏大，使測定結(jié)果可能偏小的主要原因裝置中的CO₂沒有全部被堿石灰吸收，應通入氮氣可將氣體排出，
故答案為：CO₂氣體中混有水蒸氣或空氣中的CO₂和水蒸氣進入干燥管中；裝置中的CO₂沒有全部被堿石灰吸收；
（3）沉淀法測定樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，先稱取樣品于燒杯中加入蒸餾水溶解，向所得溶液中加入過量氯化鈣溶液使碳酸根離子全部形成沉淀，過量洗滌干燥，稱量得到碳酸鈣的質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計算碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)；檢驗加入的CaCl₂溶液過量的方法是，沉淀后的上層清液中滴加少量氯化鈣溶液，若不再有沉淀生成則加入氯化鈣溶液過量；
①稱取mg（或一定質(zhì)量）樣品放于燒杯中，加適量蒸餾水使之全部溶解；
②向所得溶液中加入過量的CaCl₂溶液使之生成CaCO₃沉淀；
③將所得沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量
④計算樣品的質(zhì)量分數(shù)；
在步驟②中確保加入的CaCl₂溶液過量的方法是將生成沉淀的溶液靜置一段時間，再向上層清液中滴加少量CaCl₂溶液，若不再有沉淀生成，則加入的CaCl₂溶液過量；
故答案為：稱取mg（或一定質(zhì)量）樣品放于燒杯中，將所得沉淀過濾、洗滌、干燥、稱量；將生成沉淀的溶液靜置一段時間，再向上層清液中滴加少量CaCl₂溶液，若不再有沉淀生成，則加入的CaCl₂溶液過量．

點評：本題考查物質(zhì)的含量測定的實驗設計，側(cè)重于考查學生分析能力和實驗能力，題目較為綜合，為高考常見題型，注意把握實驗原理和操作方法，題目難度中等．