Question

9．某校課外小組為測定某Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙兩組同學(xué)分別進(jìn)行了下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)．
方案Ⅰ．甲組同學(xué)用沉淀分析法，按如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
稱量樣品→溶解→加入過量BaCl₂溶液→過濾出沉淀B→烘干稱量→處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)果 
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，過濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為玻璃棒；
（2）若實(shí)驗(yàn)中測得樣品質(zhì)量為mg，沉淀質(zhì)量為ng，則Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{106n}{197m}$×100%．
方案Ⅱ．乙組同學(xué)的主要實(shí)驗(yàn)流程圖如下：
稱量樣品→稱量C→逐滴加入稀H₂SO₄至過量→凈化吸收氣體→再稱量C→處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)果按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（3）該實(shí)驗(yàn)中裝置B盛放的物質(zhì)是濃硫酸，分液漏斗中不能（填“能”或“不能”）用鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體．
（4）樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，則實(shí)驗(yàn)中吸收凈化后氣體的干燥管在充分吸收氣體前后的質(zhì)量差越�。ㄌ睢霸酱蟆�、“越小”或“一樣”）．
（5）D裝置的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性
（6）有的同學(xué)認(rèn)為，在反應(yīng)前后都要通入N₂，反應(yīng)后通入N₂的目的是將B、C裝置中的殘留二氧化碳全部驅(qū)入D裝置的堿石灰中減小實(shí)驗(yàn)誤差．

Answer 1

分析 方案Ⅰ．（1）根據(jù)過濾操作考慮所需儀器；過濾操用到的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒等；其中屬于玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）沉淀n為碳酸鋇，根據(jù)碳守恒，碳酸鈉的物質(zhì)的量和碳酸鋇相等，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方案Ⅱ．碳酸鈉和碳酸氫鈉與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，把除去水蒸氣的二氧化碳被堿石灰吸收，通過堿石灰的增重求得二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量和樣品質(zhì)量求得碳酸鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得質(zhì)量分?jǐn)?shù)．A裝置：Na₂CO₃和NaHCO₃混合物和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，B裝置：干燥二氧化碳，C吸收二氧化碳，D裝置：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置C影響測定結(jié)果．
（3）裝置B是除去生成二氧化碳?xì)庵械乃�蒸氣，利用濃硫酸吸收；鹽酸易揮發(fā)，生成的二氧化碳中含有氯化氫；
（4）等質(zhì)量碳酸鈉和碳酸氫鈉與硫酸反應(yīng)，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多；
（5）空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收；
（6）該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，故應(yīng)保證產(chǎn)生的二氧化碳完全被吸收，而空氣中二氧化碳不能被吸收．

解答 解：方案Ⅰ．（1）過濾中用到的儀器有：鐵架臺、玻璃棒、燒杯、漏斗等，其中用到的三種玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒；燒杯用來盛放液體，漏斗用于過濾，玻璃棒用來引流和攪拌，
故答案為：玻璃棒；
（2）沉淀n為碳酸鋇，物質(zhì)的量$\frac{ng}{197g/mol}$=$\frac{n}{197}$mol，根據(jù)碳守恒，碳酸鈉的物質(zhì)的量和碳酸鋇相等，故碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{n}{197}$mol，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{n}{197}mol×106g/mol}{mg}$×100%=$\frac{106n}{197m}$×100%，
故答案為：$\frac{106n}{197m}$×100%；
方案Ⅱ．（3）裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去，故用濃硫酸來除去水蒸氣；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發(fā)，這樣制得二氧化碳?xì)怏w中含氯化氫，濃硫酸不能吸收氯化氫，則氯化氫被堿石灰吸收，導(dǎo)致測到二氧化碳質(zhì)量偏高，等質(zhì)量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多，則會導(dǎo)致碳酸氫鈉偏多，碳酸鈉偏��；
故答案為：濃硫酸；不能；
（4）等質(zhì)量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多，故若樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，則產(chǎn)生二氧化碳越少，則實(shí)驗(yàn)中干燥管C在充分吸收氣體前后的質(zhì)量差就越小，
故答案為：越�。�
（5）空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收，故D的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；
故答案為：吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；
（6）該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)前容器內(nèi)含有空氣，空氣中含有二氧化碳，會影響生成的二氧化碳的量，反應(yīng)后裝置中容器內(nèi)含有二氧化碳，不能被C中堿石灰完全吸收，導(dǎo)致測定結(jié)果有較大誤差，所以反應(yīng)前后都要通入N₂，反應(yīng)后通入N₂的目的是：排盡裝置內(nèi)的空氣，將生成的二氧化碳從容器內(nèi)排出，被C裝置中堿石灰吸收，
故答案為：將B、C裝置中的殘留二氧化碳全部驅(qū)入D裝置的堿石灰中減小實(shí)驗(yàn)誤差．

點(diǎn)評 本題考查碳酸鈉含量的測定實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)裝置的作用及實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析、計(jì)算及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．