Question

市售過(guò)碳酸鈉（Na₂CO₄）中往往含有少量雜質(zhì)碳酸鈉，化學(xué)興趣小組同學(xué)購(gòu)得一包市售過(guò)碳酸鈉樣品，欲測(cè)定樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

【閱讀資料】
①過(guò)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na₂CO₄+4HCl=4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O
②常溫常壓下，氧氣的密度為1.429g/L
③過(guò)碳酸鈉通常用作洗衣粉的助劑，可以去除多種頑固污漬，同時(shí)清除細(xì)菌和異味．
【討論探究】
甲同學(xué)認(rèn)為可以通過(guò)測(cè)定反應(yīng)生成的二氧化碳的體積，求得樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；乙同學(xué)認(rèn)為可以通過(guò)測(cè)定反應(yīng)生成的氧氣的體積，求得樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．興趣小組經(jīng)過(guò)討論后，認(rèn)為甲同學(xué)的方案不合理．請(qǐng)你寫(xiě)出可能的原因

 

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【定量測(cè)定】
同學(xué)們根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示），取8.0g樣品投入燒瓶中，逐滴滴加鹽酸直至不再產(chǎn)生氣泡為止．
（1）裝置B的作用是

 

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（2）裝置C的作用是

 

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（3）通過(guò)排水量測(cè)定氧氣的體積為672.0mL，請(qǐng)計(jì)算樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（最后得數(shù)保留小數(shù)點(diǎn)后一位）
【定性實(shí)驗(yàn)】
同學(xué)們將過(guò)碳酸鈉溶于熱水中，將得到的溶液分成兩份，往其中一份溶液加入MnO₂，迅速冒出大量氣泡，將帶火星的木條伸入，木條復(fù)燃；另一份溶液等其不再產(chǎn)生氣泡后，加入氯化鈣溶液，產(chǎn)生白色沉淀．你推測(cè)過(guò)碳酸鈉溶于水可能生成的物質(zhì)是

 

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【知識(shí)拓展】根據(jù)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為過(guò)碳酸鈉應(yīng)該如何保存

 

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Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,酸的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：【討論探究】據(jù)雜質(zhì)碳酸鈉也與鹽酸反應(yīng)也能生成二氧化碳分析；
【定量測(cè)定】
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理2Na₂CO₄+4HCl═4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O，要測(cè)定氧氣的量，必須先除去二氧化碳、氯化氫氣體等，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖即可得出答案；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，可利用此現(xiàn)象鑒別二氧化碳；
（3）先求出氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式中氧氣與過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量關(guān)系，即可列比例求解出樣品中的過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量，然后求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
【定性實(shí)驗(yàn)】據(jù)質(zhì)量守恒定律和反應(yīng)的現(xiàn)象推測(cè)生成物；
【知識(shí)拓展】由過(guò)碳酸鈉能夠與水反應(yīng)分析；

解答：解：【討論探究】過(guò)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳，雜質(zhì)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)也能生成二氧化碳，所以通過(guò)測(cè)定二氧化碳體積求算過(guò)碳酸鈉質(zhì)量不準(zhǔn)確
【定量測(cè)定】
（1）裝置②中濃氫氧化鈉的作用是除去二氧化碳和氯化氫氣體；
（2）裝置③中澄清石灰水的作用是驗(yàn)證二氧化碳是否被除盡；化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）解：設(shè)過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量為x
2Na₂CO₄+4HCl=4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O
2×122                         32                （1分）
X                      0.672L×1.429g/L

 

x

0.672 L×1.429g/L

=

2×122

32

                 （1分）
X=7.3 g                                      （1分）        
  

7.3g

8.0g

×100%=91.5%                  （2分）

答：樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是91.5%
【定性實(shí)驗(yàn)】由加入MnO₂，迅速冒出大量氣泡，將帶火星的木條伸入，木條復(fù)燃可知，有過(guò)氧化氫存在；由加入氯化鈣溶液，產(chǎn)生白色沉淀知，存在碳酸鈉；
【知識(shí)拓展】由于過(guò)碳酸鈉能夠與水反應(yīng)，故應(yīng)放置在干燥處；
故答案為：【討論探究】過(guò)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳，雜質(zhì)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)也能生成二氧化碳，所以通過(guò)測(cè)定二氧化碳體積求算過(guò)碳酸鈉質(zhì)量不準(zhǔn)確．（2分）（其他合理答案均可）
【定量測(cè)定】（1）除去二氧化碳、氯化氫氣體等    （2）檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡
（3）（5分）解：設(shè)過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量為x
2Na₂CO₄+4HCl=4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O
2×122                         32                （1分）
X                      0.672L×1.429g/L

 

x

0.672 L×1.429g/L

=

2×122

32

                 （1分）
X=7.3 g                                      （1分）        
  

7.3g

8.0g

×100%=91.5%                  （2分）

答：樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是91.5%
【定性實(shí)驗(yàn)】H₂O₂  Na₂CO₃     （各1分）
【知識(shí)拓展】放置在干燥處

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)裝置和混合物中樣品純度的計(jì)算．有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，要注意帶入方程式計(jì)算的必須是實(shí)際參加反應(yīng)或?qū)嶋H生成的物質(zhì)質(zhì)量，否則就會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏大或偏�。�