Question

9．化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測(cè)定某Na₂CO₃和NaCl的固體混合物樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與并完成對(duì)有關(guān)問(wèn)題的解答．

（1）甲同學(xué)用圖1所示裝置測(cè)定CO₂的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)時(shí)稀硫酸是與樣品中的Na₂CO₃（填“Na₂CO₃”或“NaCl”）發(fā)生反應(yīng)，儀器b的名稱是分液漏斗，洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸．實(shí)驗(yàn)開始前，打開止水夾，先通入N₂，通入N₂的作用是實(shí)驗(yàn)前排除裝置中的二氧化碳；一會(huì)后，連接上干燥管，打開b的活塞，滴下稀硫酸，充分反應(yīng)后，再通入N₂的目的將反應(yīng)中生成的二氧化碳全部鼓入干燥管中．
（2）乙同學(xué)用圖2所示裝置，取一定質(zhì)量的樣品（m g）和足量稀硫酸反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成樣品中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定．
①實(shí)驗(yàn)前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內(nèi)推壓，若b下端玻璃管中的液面上升，則裝置氣密性良好．
②在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)，能直接測(cè)得的數(shù)據(jù)是CO₂的體積（填“體積”或“質(zhì)量”）．
（3）丙同學(xué)用如圖3所示方法和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①操作Ⅰ涉及的實(shí)驗(yàn)名稱有過(guò)濾、洗滌；操作Ⅱ涉及的實(shí)驗(yàn)名稱有干燥、稱量．
②丙同學(xué)測(cè)得的樣品中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為$\frac{106y}{197x}$×100%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應(yīng)，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應(yīng)過(guò)程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w；實(shí)驗(yàn)開始前，打開止水夾，先通入N₂，將裝置中的空氣排盡，減小空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)繼續(xù)通氮?dú)�，將裝置中的二氧化碳排出，使二氧化碳充分被吸收；
（2）①使用注射器改變瓶?jī)?nèi)氣體的多少而改變瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)；當(dāng)將針筒活塞向內(nèi)推壓時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，瓶?jī)?nèi)液體則會(huì)被壓入長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)，b下端玻璃管中液面上升，可以說(shuō)明裝置氣密性良好；
②裝置中 加入硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，注射器活塞被向外推出，可以測(cè)定二氧化碳的體積；
（3）①依據(jù)流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉 反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，通過(guò)過(guò)濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質(zhì)量；
②依據(jù)沉淀質(zhì)量計(jì)算物質(zhì)的量，依據(jù)碳元素守恒計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量，計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）依據(jù)裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應(yīng)，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應(yīng)過(guò)程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w，實(shí)驗(yàn)開始前，打開止水夾，先通入N₂，將裝置中的空氣排盡，減小空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)繼續(xù)通氮?dú)猓瑢⒀b置中的二氧化碳排出，使二氧化碳充分被吸收，
故答案為：Na₂CO₃；分液漏斗；濃硫酸；實(shí)驗(yàn)前排除裝置中的二氧化碳；將反應(yīng)中生成的二氧化碳全部鼓入干燥管中；
（2）①使用注射器改變瓶?jī)?nèi)氣體的多少而改變瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)；當(dāng)將針筒活塞向內(nèi)推壓時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，瓶?jī)?nèi)液體則會(huì)被壓入長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)，b下端玻璃管中液面上升，可以說(shuō)明裝置氣密性良好，
故答案為：液面上升；
②在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)，反應(yīng)后可以利用注射器讀取生成氣體的體積，能直接測(cè)得的數(shù)據(jù)是CO₂的體積，
故答案為：體積；
（3）①流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉 反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，通過(guò)過(guò)濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質(zhì)量，
故答案為：過(guò)濾；稱量；
 ②流程分析判斷沉淀質(zhì)量為yg，物質(zhì)的量=$\frac{yg}{197g/mol}$=$\frac{y}{197}$mol；碳酸鈉物質(zhì)的量和碳酸鋇物質(zhì)的量相同，樣品質(zhì)量為Xg，則碳酸鈉質(zhì)量為$\frac{y}{197}$mol×106g/mol；
所以碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{106y}{197}}{x}$×100%=$\frac{106y}{197x}$×100%，
故答案為：$\frac{106y}{197x}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和含量測(cè)定方法分析判斷，混合物中物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法和應(yīng)用，題目難度中等，答題時(shí)注意元素化合物知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本操作的靈活運(yùn)用．