Question

12．某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學(xué)探究小組為了測(cè)定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)裝置（如圖2所示，固定裝置略去）：
 
需要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)前后C裝置（包含氫氧化鈉固體）的質(zhì)量．
（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；為了保證純堿樣品中的碳酸鈉
完全反應(yīng)，其操作是加入足量稀硫酸．
（2）B裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；C裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）補(bǔ)充D裝置連接一個(gè)和C裝置完全相同的裝置 （簡(jiǎn)要敘述）．
（4）為了克服圖2裝置的不足，有同學(xué)提出，還應(yīng)增加圖1裝置與A裝置連接（A裝置中原
雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），在反應(yīng)前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入空氣．
①反應(yīng)前，斷開(kāi)B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣的作用是排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w．
②反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被C裝置吸收．
（5）稱(chēng)得純堿樣品的質(zhì)量為10.8g，實(shí)驗(yàn)前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和79.6g，純堿的純度為98.1%（計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位）．
（6）某同學(xué)采用滴加足量Ba（OH）₂溶液，生成BaC0₃沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱(chēng)量BaCO₃質(zhì)量，最終測(cè)得純堿純度為104%，假設(shè)原碳酸鈉樣品中可能含有的雜質(zhì)有NaCl、NaHCO₃．則可能的原因是B．（填字母．已知：NaHCO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+NaOH+H₂O）
A．樣品中一定含有NaCl
B．樣品中一定含有NaHCO₃
C．樣品中可能含有NaHCO₃．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
（2）濃硫酸能夠吸收水蒸氣，二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
（3）空氣中含有水蒸氣和二氧化碳；
（4）空氣通過(guò)氫氧化鈉后，二氧化碳能被氫氧化鈉吸收；
（5）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷；
（6）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其質(zhì)量關(guān)系可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷．

解答 解：（1）A裝置中碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，其操作是加入足量稀硫酸．
故填：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；加入足量稀硫酸．
（2）B裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；
C裝置中二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：吸收二氧化碳中的水蒸氣；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）補(bǔ)充的D裝置是連接一個(gè)和C裝置完全相同的裝置，以防空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入C裝置，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
故填：連接一個(gè)和C裝置完全相同的裝置．
（4）①反應(yīng)前，斷開(kāi)B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣的作用是排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w．
故填：排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w．
②反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被C裝置吸收．
故填：使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被C裝置吸收．
（5）設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                                          44
x                                        79.6g-75.2g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{79.6g-75.2g}$，
x=10.6g，
純堿的純度為：$\frac{10.6g}{10.8g}$×100%=98.1%，
故填：98.1．
（6）碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鋇反應(yīng)的化學(xué)方程式及其質(zhì)量關(guān)系為：
Na₂CO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+2NaOH，
106                             197
NaHCO₃+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+NaOH+H₂O，
84                              197
由以上質(zhì)量關(guān)系可知，相同質(zhì)量的碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鋇反應(yīng)時(shí)，碳酸氫鈉和氫氧化鋇反應(yīng)生成的碳酸鋇質(zhì)量大，最終測(cè)得純堿純度為104%，說(shuō)明
樣品中一定含有碳酸氫鈉．
故填：B．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．