Question

我校化學興趣小組欲對某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質量分數進行實驗探究，在老師的指導下，他們設計了下列兩種實驗方案進行試驗．
資料信息：Ⅰ．工業(yè)上制得的純堿中常含有氯化鈉雜質Ⅱ．堿石灰常用于吸收水蒸氣和二氧化碳
【方案一】
（1）取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl₂溶液．
（2）將反應后的混合物進行過濾，將濾渣進行洗滌、干燥、稱量，通過計算后即可得到該樣品中碳酸鈉的質量分數．如果不洗滌濾渣會造成測定結果

 

（填“偏小”、“偏大”或“不變”）；判斷濾渣已經洗滌干凈的方法是

 

．
【方案二】
利用如圖所示實驗裝置（鐵架臺略去）和試劑，通過測定樣品和稀鹽酸反應產生的CO₂氣體的質量，計算出Na₂CO₃的質量分數（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發(fā)性且每步反應或作用都是完全的）．
（3）打開止水夾K，先向裝置A和B（已連接）中通入一段時間氮氣，再連接裝置C和D．
（4）關閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸，裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為

 

．
（5）待裝置A中的反應結束后，打開止水夾K，繼續(xù)往裝置中通入一段時間氮氣．裝置

 

（填標號）在反應前后的質量差就是產生CO₂的質量，由此計算出該樣品中Na₂CO₃的質量分數．根據分析，步驟3和步驟5中兩次通入氮氣的作用分別是

 

、

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（2）根據沉淀表面可能附著一層可溶性物質會使質量增加分析對質量的影響；根據沉淀附著的物質的性質分析判斷洗滌干凈的方法；
（4）根據碳酸鈉與鹽酸的反應，寫出反應的化學方程式；
（5）由于氫氧化鈉能吸收二氧化碳分析；根據防止裝置中原有的二氧化碳會對實驗結果影響、讓反應生成的二氧化碳能被氫氧化鈉全部吸收分析兩次通入氮氣的作用．

解答：解：（2）由題意可知，不洗滌碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質使沉淀物質量增加，所以使得計算出的碳酸鈉的質量分數偏大；由于加入的氯化鈣是過量的，如果沉淀洗滌干凈，洗滌液中就不含有氯離子，所以檢驗洗滌干凈的方法是：取洗滌液少許，滴加硝酸銀溶液不產生沉淀．
（4）由題意可知，裝置A中鹽酸與碳酸鈉發(fā)生了反應，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（5）由于氫氧化鈉能吸收二氧化碳，所以，裝置C在反應前后的質量差就是產生CO₂的質量，由此計算出該樣品中Na₂CO₃的質量分數．為了防止裝置中原有的二氧化碳會對實驗結果影響，所以步驟3中通入氮氣的作用是排凈裝置A、B中原有的二氧化碳；為了讓反應生成的二氧化碳能被氫氧化鈉全部吸收，所以，步驟5中通入氮氣的作用是排凈裝置A、B中生成的二氧化碳，讓氫氧化鈉全部吸收．
故答為：（2）偏大，取洗滌液少許，滴加硝酸銀溶液不產生沉淀；（4）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；（5）C，排凈裝置A、B中原有的二氧化碳；使裝置A、B中的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收．

點評：合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．