Question

（10分）課外化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用某化工廠的廢堿液（主要成分為Na₂CO₃、還含有少量NaCl，其它雜質(zhì)不計(jì)）和石灰乳（氫氧化鈣的懸濁液）為原料制備燒堿，并對(duì)所得的燒堿粗產(chǎn)品的成分進(jìn)行分析和測(cè)定。
【粗產(chǎn)品制備】
（1）將廢堿液加熱蒸發(fā)濃縮，形成較濃的溶液，冷卻后與石灰乳混合，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                       。
（2）將反應(yīng)后的混合物過(guò)濾，得到的濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，制得NaOH粗產(chǎn)品。
【粗產(chǎn)品成分分析】
（1）取適量粗產(chǎn)品溶于水，加入Ba(NO₃)₂溶液出現(xiàn)白色渾濁，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                      ，由此該粗產(chǎn)品中一定不含有         。
（2）該小組同學(xué)通過(guò)對(duì)粗產(chǎn)品成分的實(shí)驗(yàn)分析，確定該粗產(chǎn)品中含有三種物質(zhì)。
【含量測(cè)定】Na₂CO₃含量的測(cè)定
（1）該興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。取20.0g粗產(chǎn)品，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【說(shuō)明】①堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物。
②CO₂在飽和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。
（2）操作步驟：
①連接好裝置，檢查氣密性；將藥品加入各裝置
②打開彈簧夾C，在A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣；
③稱量G的質(zhì)量；
④關(guān)閉彈簧夾C，慢慢滴加濃鹽酸，直至D中無(wú)氣泡冒出；
⑤打開彈簧夾C，再次緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣；
⑥再次稱量G的質(zhì)量，得前后兩次質(zhì)量差為0.48g。
（3）問(wèn)題探究：
①在用托盤天平稱量粗產(chǎn)品時(shí)，如果天平的指針向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明                     。
②B裝置的作用是                                           。
③在步驟②中，A處緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣的目的是                              。
④若沒有H裝置，則測(cè)定的Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)       （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。
⑤該興趣小組指導(dǎo)老師認(rèn)為該方案有些不合理，指導(dǎo)同學(xué)們更換了其中的一種試劑并去掉了一個(gè)裝置后實(shí)驗(yàn)得到了完善，并測(cè)得20.0 g粗產(chǎn)品只能產(chǎn)生0.44 g CO₂。你認(rèn)為更換后的試劑是            ，原實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)值0.48g比正確值0.44 g偏大的原因是（假設(shè)操作均正確）                                                        。（4）數(shù)據(jù)計(jì)算：
根據(jù)正確值0.44 g，求得粗產(chǎn)品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是         （寫出計(jì)算過(guò)程）。

Answer 1

【粗產(chǎn)品制備】（1）   Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH        。
【粗產(chǎn)品成分分析】（1） Ba（NO₃）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaNO₃， Ca（OH）₂。
【含量測(cè)定】Na₂CO₃含量的測(cè)定：
（3）問(wèn)題探究：
① 樣品質(zhì)量不足  ；②吸收除去空氣中的二氧化碳，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾；
③ 排盡裝置內(nèi)空氣（中的二氧化碳?xì)怏w），以免對(duì)實(shí)驗(yàn)干擾；  ④   偏大 
⑤ 稀硫酸；濃鹽酸有揮發(fā)性，產(chǎn)生的二氧化碳中含HCl氣體與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)又產(chǎn)生二氧化碳  
（4）數(shù)據(jù)計(jì)算：  5.3% 。
說(shuō)明：化學(xué)方程式、計(jì)算過(guò)程、最終結(jié)果均正確才給分。

：【粗產(chǎn)品制備】
（1）氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，故答案為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH，
【粗產(chǎn)品成分分析】
（1）碳酸鈉能和硝酸鋇反應(yīng)生成沉淀，化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ba（NO₃）₂═BaCO₃↓+2NaNO₃，因?yàn)闅溲趸�鈣和碳酸鈉能反應(yīng)，所以一定沒有氫氧化鈣，．
由上可知一定有碳酸鈉存在，而碳酸鈉與氫氧化鈣在溶液中不能共存．
【含量測(cè)定】Na₂CO₃含量的測(cè)定：
（3）①在用托盤天平稱量粗產(chǎn)品時(shí)，如果天平的指針向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粗產(chǎn)品質(zhì)量不足
②氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳；
③向A裝置中通入氣體可以將裝置中的氣體排凈，防止干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論；
④H裝置能防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入G裝置，若沒有H裝置，則測(cè)定的二氧化碳值偏高，計(jì)算出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
⑤裝置D中濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫與裝置E中NaHCO₃反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，使二氧化碳的值偏大，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確防止干擾，可以把濃鹽酸換成稀硫酸，
（4）設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為X
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
X                    0.44克

解得：X=1.06克
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：（1.06克÷20.0克）×100%=5.3%．