Question

11．“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質(zhì)，化學(xué)興趣小組欲對(duì)某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在老師的指導(dǎo)下，他們?cè)O(shè)計(jì)了下列兩種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)．
資料：Ⅰ碳酸鈉和氯化鈣能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．
Ⅱ濃硫酸具有很強(qiáng)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(yīng)，測(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（1）樣品與氯化鈣溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（雜質(zhì)不與氯化鈣溶液反應(yīng)）：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	分析
取m克純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液．	產(chǎn)生白色沉淀	如果CaCl2不過量，則會(huì)造成所計(jì)算的純堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。ㄟx填：偏大或偏小或不變）

（2）將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過濾，把獲得的沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥、稱量得a克沉淀．則Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（用帶有a、m的式子表示，要示寫出根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算過程）．
方案二：樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置（鐵架臺(tái)略去）和試劑，通過測(cè)定樣品和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂氣體的質(zhì)量，計(jì)算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發(fā)性且每步反應(yīng)或作用都是完全的）．
（3）Ⅰ打開止水夾K，先對(duì)裝置A和B（已連接）通入已除去CO₂的空氣一會(huì)兒，以排盡裝置A和B中含有的CO₂，再接上裝置C和D．
Ⅱ關(guān)閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)），裝置A中樣品產(chǎn)生氣體．
Ⅲ待裝置A中的反應(yīng)結(jié)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(huì)兒．裝置C（填標(biāo)號(hào)）在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，由此計(jì)算出該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）為了使碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化成碳酸鈣沉淀，應(yīng)該加入足量的氯化鈣溶液；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算即可；
（3）為了使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收，應(yīng)該待裝置A中的反應(yīng)結(jié)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(huì)兒；C裝置在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量．

解答 解：（1）滴加的CaCl₂溶液要足量的原因是使碳酸鈉完全反應(yīng)，若不過量可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏��；故填：偏��；
（2）解：設(shè)樣品中含有的Na₂CO₃質(zhì)量為x．
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100
 x            a         
$\frac{106}{100}=\frac{x}{a}$
x=$\frac{53a}{50}$     
則Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{53a}{50m}×100%$=$\frac{106a}{m}%$；故填：$\frac{106a}{m}%$；
（3）待裝置A中的反應(yīng)結(jié)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(huì)兒，目的是使生成的二氧化碳全部被C裝置中的氫氧化鈉吸收；裝置C在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，故填：C．

點(diǎn)評(píng) 本題將計(jì)算和實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來進(jìn)行考查，通過認(rèn)真審題，結(jié)合題干中已給出一系列的提示，根據(jù)提出的問題，發(fā)現(xiàn)有用的信息，充分發(fā)揮聯(lián)想，與已有的知識(shí)建立聯(lián)系，然后進(jìn)行類比推導(dǎo)，從而達(dá)到解決問題的目的．