Question

9．實(shí)驗(yàn)室有一瓶長(zhǎng)期暴露在空氣中已變質(zhì)的氫氧化鈉固體樣品．某興趣小組的同學(xué)對(duì)該樣品的碳酸鈉含量進(jìn)行了探究．
【提出問題】如何測(cè)量該部分變質(zhì)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？
【查閱資料】CO₂在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解．
【實(shí)驗(yàn)探究】小紅同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置（鐵架臺(tái)略去），實(shí)驗(yàn)在27℃、101kPa下進(jìn)行，步驟如下：
①按圖連接好裝置，并檢查裝置的氣密性；
②用托盤天平準(zhǔn)確稱取該樣品10g，放入A中試管內(nèi)，向B中集氣瓶中倒入飽和碳酸氫鈉溶液至瓶頸處；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關(guān)閉活塞．反應(yīng)結(jié)束后，量筒中收集到飽和碳酸氫鈉溶液220ml．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是B避免CO₂溶解在水中有損耗，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低；
（2）第③步操作中加入稀硫酸已經(jīng)過量的現(xiàn)象是不再產(chǎn)生氣體；
（3）變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%．（在27℃、101kPa時(shí)二氧化碳的密度為2.0g/L）（計(jì)算結(jié)果精確至1%）
（4）通過本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際值偏大的原因是讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù)，致使二氧化碳的體積偏大，會(huì)造成測(cè)得的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際值偏大．（不考慮溫度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳能溶于水分析回答；
（2）根據(jù)碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)分析判斷；
（3）根據(jù)生成的我二氧化碳的體積計(jì)算出質(zhì)量，在求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）根據(jù)俯視讀數(shù)，讀數(shù)偏大分析回答．

解答 解：（1）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是避免CO₂溶解在水中有損耗，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低；
（2）由于碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)生成了二氧化碳?xì)怏w，所以第③步操作中加入稀硫酸已經(jīng)過量的現(xiàn)象是不再產(chǎn)生氣體；
（3）220mL二氧化碳的質(zhì)量是0.44g，
設(shè)變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑    
106                   44  
x                    0.44g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.44g}$
  解得：x=1.06g  
所以變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{1.06g}{2g}$×100%=53%．
（4）通過本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際值偏大的原因是讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù)，致使二氧化碳的體積偏大，會(huì)造成測(cè)得的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際值偏大．
故答案為：（1）B避免CO₂溶解在水中有損耗，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低；
（2）不再產(chǎn)生氣體；
（3）變質(zhì)氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%；
（4）讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù)，致使二氧化碳的體積偏大，會(huì)造成測(cè)得的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際值偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氫氧化鈉變質(zhì)的檢驗(yàn)、變質(zhì)程度的測(cè)定及除雜的問題，綜合性較強(qiáng)，難度較大，特別是語言的表達(dá)；解這類題目時(shí)，選擇試劑很重要，要注意在檢驗(yàn)和除雜的不同，在除去雜質(zhì)的同時(shí)，原物質(zhì)不能減少，但可以增多，且反應(yīng)后不能生成新的雜質(zhì)．