Question

13．侯德榜是我國(guó)著名的化學(xué)家．由他發(fā)明的侯氏制堿法制得的純堿中含有少量氯化鈉雜質(zhì)．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了測(cè)定該廠生產(chǎn)的純堿是否屬于優(yōu)等品（國(guó)家規(guī)定：優(yōu)等品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于99.2%），設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案
方案一：稱取樣品10.65g，加水完全溶解，向其中加入足量的氯化鋇溶液，發(fā)生如下反應(yīng)
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌，干燥得固體19.70g．通過(guò)計(jì)算（寫出計(jì)算過(guò)程）判斷該廠的產(chǎn)品是否屬于優(yōu)等品．（雜質(zhì)可溶于水且不與氯化鋇反應(yīng)）
方案二：用如圖所示的裝置，通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量排出水的體積，也可計(jì)算樣品的純度．稱取純堿固體2.0g，加入足量的稀硫酸，發(fā)生如下反應(yīng)
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
完全反應(yīng)，使氣體放出，測(cè)得量筒中水的體積為330毫升，請(qǐng)你計(jì)算樣品的純度（本題中二氧化碳的密度取2.0g/L）
（1）請(qǐng)任意選擇一種方案進(jìn)行計(jì)算．
（2）同學(xué)分析發(fā)現(xiàn)方案二所測(cè)的碳酸鈉純度偏低，造成此結(jié)果的原因可能是ABC（裝置的氣密性良好）
A．A裝置中殘留反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w      B．部分 CO₂溶于水或與水反應(yīng)
C．與量筒相連的導(dǎo)管中有水                  D．量筒讀數(shù)時(shí)，俯視讀數(shù)．

Answer 1

分析 碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷．

解答 解：（1）利用方案一進(jìn)行計(jì)算：
設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，
106                   197
 x                   19.70g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{19.70g}$，
x=10.6g，
碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10.6g}{10.65g}$×100%=99.5%，
通過(guò)計(jì)算可知，該廠生產(chǎn)的純堿屬于優(yōu)等品．
利用方案二計(jì)算：
設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為y，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                                         44
y                                      2.0g/L×0.33L
$\frac{106}{y}$=$\frac{44}{2.0g/L×0.33L}$，
y=1.59g，
碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{1.59g}{2.0g}$×100%=79.5%，
通過(guò)計(jì)算可知，該廠生產(chǎn)的純堿不屬于優(yōu)等品．
（2）A裝置中殘留反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，部分 CO₂溶于水或與水反應(yīng)，與量筒相連的導(dǎo)管中有水，都能夠?qū)е聹y(cè)定結(jié)果偏低，量筒讀數(shù)時(shí)，俯視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高．
故選：ABC．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．