Question

2．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了測(cè)定純堿（Na₂CO₃）樣品（只含NaCl雜質(zhì)）中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案．請(qǐng)回答下列問(wèn)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(yīng)產(chǎn)生CO₂，通過(guò)測(cè)量丙裝置實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量得出CO₂質(zhì)量，從而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（不考慮原裝置內(nèi)空氣的影響）
【實(shí)驗(yàn)分析】小科同學(xué)根據(jù)以上思路，設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置．

①實(shí)驗(yàn)裝置乙中盛放的試劑為濃硫酸；
②小明同學(xué)認(rèn)為小科的方案存在問(wèn)題，即使操作規(guī)范下也會(huì)造成結(jié)果偏低，請(qǐng)你替他說(shuō)說(shuō)理由甲中產(chǎn)生的二氧化碳沒有全部被丙中的氫氧化鈉溶液吸收
（2）沉淀法．
【實(shí)驗(yàn)原理】利用碳酸根離子與鈣離子結(jié)合生成沉淀，通過(guò)沉淀的質(zhì)量而得出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實(shí)驗(yàn)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(guò)量的CaCl₂溶液充分反應(yīng)．
③過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量為10.0g．
④通過(guò)以上提供的數(shù)據(jù)計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留至0.1%）

Answer 1

分析 （1）氣體法．
利用Na₂CO₃與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，通過(guò)測(cè)量丙裝置實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量得出CO₂質(zhì)量，從而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．注意用氫氧化鈉溶液吸收原燒瓶中空氣中的CO₂．
（2）沉淀法．
根據(jù)沉淀的質(zhì)量，求碳酸根的質(zhì)量，從而求通過(guò)提供的數(shù)據(jù)計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）氣體法．
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)圖1的實(shí)驗(yàn)裝置．則可推測(cè)：
①實(shí)驗(yàn)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），防止水蒸氣被丙吸收，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾．
②如果有CO₂殘留在燒瓶?jī)?nèi)，沒有被氫氧化鈉吸收，也會(huì)造成結(jié)果偏低，
（2）④寫出計(jì)算過(guò)程
解：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂=Ca CO₃↓+2NaCl
106                     100
x                         10.0g
$\frac{106}{x}=\frac{100}{10.0g}$
x=10.6g
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{10.6g}{11.0g}$×100%≈96.4%
答：樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.4%
故答案為：（1）①濃硫酸．
②甲中產(chǎn)生的二氧化碳沒有全部被丙中的氫氧化鈉溶液吸收（甲、乙儀器上方空間有沒被吸收的二氧化碳）
（2）96.4%．

點(diǎn)評(píng) 此題考查測(cè)定純堿（Na₂CO₃）樣品（只含NaCl雜質(zhì)）中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案的探究方法，涉及知識(shí)面豐富，綜合性強(qiáng)，實(shí)屬一道培養(yǎng)學(xué)生能力的好題．