Question

我國著名的閩籍制堿專家侯德榜，在純堿制造方面做出了重大貢獻。用“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質，化學興趣小組欲對某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)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。

資料摘要：

Ⅰ．碳酸鈉和氯化鈣能發(fā)生復分解反應。

Ⅱ．濃硫酸具有很強的吸水性；堿石灰常用于吸收水蒸氣和二氧化碳。

[方案一] 樣品與氯化鈣溶液反應,測定Na₂CO₃的質量分數(shù)

（1）樣品與氯化鈣溶液的反應實驗（雜質不與氯化鈣溶液反應）：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液。	產生白色沉淀	反應的化學方程式：

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要過量的原因：___________________；                           

（3）將反應后的混合物進行過濾，把獲得的沉淀物進行洗滌、干燥、稱量。利用沉淀物質量計算Na₂CO₃的質量分數(shù)為91%。如果不洗滌沉淀物會造成測定結果大于91%，這是因為 _____     。

[方案二] 樣品與稀鹽酸反應,測定Na₂CO₃的質量分數(shù)

利用下圖所示實驗裝置（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Na₂CO₃的質量分數(shù)（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）。

（4）打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO₂的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的       ，再接上裝置C和D。

（5）關閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質不與鹽酸反應），裝置A中樣品產生氣體的化學方程式為__________________。

（6）待裝置A中的反應結束后，再一次打開止水夾K，繼續(xù)往裝置通入已除去CO₂的空氣一會兒。根據(jù) _______________ 定律，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(shù)。若沒有裝置D，將會使測定結果 ________（選填“偏大”或“偏小”）。

 

Answer 1

【答案】

（1）

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液．	產生白色沉淀	反應的化學方程式： 　Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

 

（2）與碳酸鈉充分反應�。�

（3）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增大　

（4）二氧化碳

（5）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑　

（6）質量守恒 ，C ，偏大

【解析】[方案一]雜質含量的分析是化學學科中常見到的問題，具體要依據(jù)物質的性質進行分析比較得出。本題Na₂CO₃中含有NaCl等雜質，故CaCl₂只是和Na₂CO₃發(fā)生反應，不能和NaCl發(fā)生反應，通過生成沉淀的質量求出Na₂CO₃的質量，但所添加的CaCl₂一定要過量，使Na₂CO₃能夠全部反應完。如果對CaCO₃不洗滌，CaCO₃表面會沾有其它物質，導致計算出的Na₂CO₃質量增大，故質量分數(shù)偏大。

[方案二]雜質含量的分析是化學學科中常見到的問題，具體要依據(jù)物質的性質進行分析比較得出。本題Na₂CO₃中含有NaCl等雜質，故加入的HCl只是和Na₂CO₃發(fā)生反應，放出CO₂氣體，但不能和NaCl發(fā)生反應，通過生成CO₂氣體的質量求出Na₂CO₃的質量。如果沒有D裝置，C裝置會吸收裝置右端空氣中的CO₂，導致計算出的Na₂CO₃質量增大，故質量分數(shù)偏大。