Question

【题目】某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na2CO3）样品（假设只含NaCl杂质）中Na2CO3质量分数的实验方案，请你参与他们的探究活动，请回答下列问题：（不考虑原装置内空气的影响）

Ⅰ．A组同学设计了如图1的实验装置。

（1）实验时，在装药品前需组装好如图仪器，并_________。

（2）装置乙的作用是_________；

（3）装置丁的作用是_________。（填字母）

A．吸收Na2CO3与酸溶液反应产生CO2

B．防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置丙中

C．干燥二氧化碳

（4）实验中如果滴加酸溶液的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的质量分数____（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

（5）B组同学认为A组同学的方案存在问题，即使操作规范，测定结果也会偏低，理由是_________，应该将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并在甲的左边连接上图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是_________，其中NaOH溶液的作用是________。若没有图2装置，直接通入空气，则会导致测得结果_________（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

（6）你认为实验时加入的酸溶液最好是_________（填“稀盐酸”或“稀硫酸”）。

Ⅱ．小明同学称取样品11.0g放入烧杯中，按如下实验方案进行实验。

（1）滤液Y中含有的溶质有_________（填写化学式）。

（2）证明CaCl2已过量的方法是_________（填写字母序号），然后观察现象判断。

A．静置悬浊液X，向上层清液中继续滴加少量氯化钙溶液

B．取少量滤液Y于试管中，滴加氯化钙溶液

（3）如果沉淀没有洗涤操作会造成碳酸钠质量分数________（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

（4）通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为_________。（写出计算过程，结果保留至0.1%）

Answer 1

【答案】 检查装置气密性 除去CO2中水蒸气（或干燥CO2） B 偏小 有CO2残留在烧瓶内 将残留的CO2全部鼓入到丙装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收 除去通入空气中的CO2 偏大 稀硫酸 CaCl2 、NaCl A 偏大 96.4%

【解析】Ⅰ．（1）制取气体时，首先检查装置的气密性；

（2）浓硫酸有吸水性，除去CO2中水蒸气，干燥CO2；

（3）丁中的碱石灰防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置丙中，影响计算；

（4）实验中滴加稀硫酸的速度过快，产生的气流过急，二氧化碳不能完全被氢氧化钠溶液吸收，导致测得样品中碳酸钠的质量分数偏低；

（5）由于A组同学的方案，反应完全后有CO2残留在烧瓶内，不能被装置丙中药品吸收，造成测得样品中碳酸钠的质量分数偏低；将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是将残留的CO2全部鼓入到并装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2；直接通入空气，使得空气中的二氧化碳也被装置丙中药品吸收，则会导致测得结果偏大；

（6）由于盐酸具有挥发性，会发出的氯化氢气体，被装置丙中药品吸收，则会导致测得结果偏大，所以用稀硫酸；

Ⅱ．（1）纯碱样品只含NaCl杂质，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，由于氯化钙溶液过量，所以反应后所得液中含有CaCl2 、NaCl；

（2）CaCl2已过量，则溶液中不含碳酸钠，静置悬浊液X，向上层清液中继续滴加少量氯化钙溶液，不会产生白色沉淀，说明CaCl2已过量；

（3）因为在沉淀表面的可溶性杂质氯化钠，所以沉淀洗涤的目的是：除去沉淀表面的可溶性杂质；若不洗涤，杂质氯化钠的质量当作沉淀物的质量，即样品中所含的碳酸根偏大，导致碳酸钠的质量分数偏大；

（4）设样品中碳酸钠的质量是X

CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl

106 100

X 10.0g

X=10.6g

样品中碳酸钠的质量分数为 ×100%=93.4%。

答：样品中碳酸钠的质量分数为93.4%。