Question

為了測定氫氧化鈉和碳酸鈉固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計了如下的實驗方案：
（I）甲同學(xué)的方案是：將mg樣品溶解，加過量氯化鋇溶液，過濾、洗滌、烘干，稱得固體ng．
（1）混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為（用m、n表示）

 

，甲同學(xué)洗滌沉淀的具體操作是

 

．
（2）Ca²⁺、Ba²⁺都可以使CO₃^2-沉淀完全，但使用氯化鋇溶液比氯化鈣溶液所得的結(jié)果具有更高的精確度，原因是：①

 

；②

 

．
（Ⅱ）乙同學(xué)的方案如圖所示：
（1）根據(jù)乙同學(xué)的實驗裝置圖分析，在每次實驗中，完成測定過程至少要進行

 

次稱量操作．按照該同學(xué)的方案進行測定，結(jié)果與實際情況存在較大的誤差，你認為主要原因可能是（任寫兩個）：①

 

；②

 

．
（2）乙同學(xué)的方案的裝置中存在一定的缺陷，請你提出改進的方法（簡單敘述做法，不必畫圖）：

 

．

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實驗題

分析：（Ⅰ）（1）混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)=

碳酸鈉的質(zhì)量

樣品質(zhì)量

×100%，混合物的質(zhì)量為mg，碳酸鈉的質(zhì)量可根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量ng來求出；
（2）若用氯化鈣的話，反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶于水，會使沉淀的質(zhì)量變大．
（Ⅱ）（1）根據(jù)乙同學(xué)是實驗方案判斷至少需要進行的稱量操作次數(shù)；根據(jù)實驗操作是否完全吸收二氧化碳、空氣中二氧化碳、水對堿石灰的影響、裝置氣密性等方面分析；
（2）反應(yīng)后的裝置中會有殘留的二氧化碳氣體，堿石灰會吸收外面空氣中的水和二氧化碳．

解答： 解：（Ⅰ）（1）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO3↓+2NaCl
106          197
x            ng
x=

106×ng

197

=

106n

197

g，
混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為：

106n 197 g

mg

×100%=

106n

197m

，
甲同學(xué)洗滌沉淀的具體操作是：向沉淀中加入蒸餾水至剛好沒過沉淀，靜置，重復(fù)2-3次，
故答案為：

106n

197m

；向沉淀中加入蒸餾水至剛好沒過沉淀，靜置，重復(fù)2-3次；
（2）若用氯化鈣，反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶于水，會使沉淀的質(zhì)量變大，且碳酸鈣的相對分子量小于碳酸鋇，會導(dǎo)致稱量誤差偏大，
故答案為：Ca（OH）₂微溶于水，可能影響沉淀質(zhì)量；BaCl₂比CaCl₂的相對分子質(zhì)量大，產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大，稱量誤差小；
（Ⅱ）（1）實驗時要進行如下稱量操作：稱量燒杯質(zhì)量、稱量加入樣品后燒杯質(zhì)量、稱量反應(yīng)前堿石灰的質(zhì)量、反應(yīng)結(jié)束后稱量堿石灰的質(zhì)量，至少需要4次稱量操作；
按照該同學(xué)的方案進行測定，結(jié)果與實際情況存在較大的誤差，可能原因有：①裝置中原有的CO₂ 也被堿石灰吸收；②反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂ 未被完全吸收；③空氣中的H₂O和CO₂ 也被堿石灰吸收；④加入的硫酸的量不足，未能將碳酸鈉完全反應(yīng)；⑤裝置的氣密性不好等，
故答案為：4；①裝置中原有的空氣中的二氧化碳也被堿石灰吸收；②反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳未被完全吸收（或③空氣中的水和二氧化碳也被堿石灰吸收④加入的硫酸的量不足，未能將碳酸鈉完全反應(yīng)⑤裝置的氣密性不好）；
（2）該方案中沒有除去裝置中的空氣，空氣中含有二氧化碳會影響測定結(jié)果，另外反應(yīng)后的裝置中也有殘留的二氧化碳氣體；堿石灰也會吸收外面空氣中的水和二氧化碳，
故答案為：在氣體的發(fā)生裝置前面加裝通空氣（經(jīng)過堿液）裝置；在堿石灰裝置后再連接一個堿石灰裝置，以防吸收空氣中的水和二氧化碳．

點評：本題考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)、化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價，題目難度中等，注意掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，明確實驗方案的設(shè)計與評價方法，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．