Question

9．碳酸鈉俗稱(chēng)純堿．“純堿中常常會(huì)混有少量的氯化鈉”．某研究性學(xué)習(xí)小組以一包純堿（若有雜質(zhì)，只考慮為氯化鈉）為研究對(duì)象，探究該純堿樣品中碳酸鈉的含量．請(qǐng)你參與他們的活動(dòng)．
【小組討論】
觀點(diǎn)Ⅰ：純堿樣品中只含有碳酸鈉    觀點(diǎn)Ⅱ：純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
甲方案
Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品與石灰水反應(yīng)生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅱ操作步驟：稱(chēng)取13.25g純堿樣品，加入過(guò)量的澄清石灰水，充分?jǐn)嚢瑁�過(guò)濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀10.00g
Ⅲ數(shù)據(jù)處理：請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．
寫(xiě)出該方案發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
乙方案
Ⅰ設(shè)計(jì)思路：根據(jù)樣品（質(zhì)量為a g）與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量（質(zhì)量為b g），求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅱ?qū)嶒?yàn)結(jié)論：
（1）當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿(mǎn)足$\frac{a}=\frac{53}{22}$ （填寫(xiě)含a、b字母的表達(dá)式，下同）時(shí)，純堿樣品中只含有碳酸鈉，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%．
（2）若純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{53b}{22a}$×100%．
寫(xiě)出該方案發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
誤差分析：（1）甲方案中，白色沉淀的質(zhì)量在過(guò)濾、干燥等操作過(guò)程中會(huì)有所損耗，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏小．（2）乙方案中，有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒(méi)有全部逸出，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏�。�
【交流反思】
（1）甲方案實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需用玻璃棒不斷攪拌，該操作的目的是使反應(yīng)充分進(jìn)行．
（2）甲方案實(shí)驗(yàn)操作中，過(guò)濾操作需要的玻璃儀器有（填三種）漏斗、燒杯、玻璃棒，，對(duì)沉淀洗滌的目的是洗去附著在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差．
（3）乙方案中，需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸．用98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³），配制乙方案中實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸的正確操作是_把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
甲方案：根據(jù)樣品中碳酸鈉與石灰水反應(yīng)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
乙方案：（1）根據(jù)碳酸鈉與硫酸的反應(yīng)，當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系等于碳酸鈉與二氧化碳的質(zhì)量比時(shí)碳純堿樣品中只含有碳酸鈉碳酸鈉；
（2）根據(jù)碳酸鈉與硫酸的反應(yīng)，由二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【交流反思】
（1）根據(jù)玻璃棒的作用分析；
（2）通過(guò)洗滌，可以除去沉淀表面雜質(zhì)，減少誤差；
（3）根據(jù)稀釋濃硫酸的操作分析回答．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】甲方案：
設(shè)純堿樣品中含Na₂CO₃的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
x               10.00g
$\frac{106}{100}=\frac{x}{10.00g}$ 解得：x=10.60g
純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10.6g}{13.25g}$×100%=80%
乙方案：由Na₂CO₃與硫酸的反應(yīng)：
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
  106 　               44
（1）當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿(mǎn)足$\frac{a}=\frac{53}{22}$時(shí)，純堿樣品中只含有碳酸鈉，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%．
（2）設(shè)純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                   100
y                      bg
$\frac{106}{44}=\frac{y}{bg}$   解得：y=$\frac{106bg}{44}$
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{\frac{106b}{44}}{ag}×100%$=$\frac{53b}{22a}$×100%．
【交流反思】
（1）甲方案實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需用玻璃棒不斷攪拌，該操作的目的是使反應(yīng)充分進(jìn)行．
（2）甲方案實(shí)驗(yàn)操作中，過(guò)濾操作需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，對(duì)沉淀洗滌的目的是：洗去附著在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差．
（3）乙方案中，需用一定質(zhì)量的19.6%的稀硫酸．用98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³），配制乙方案中實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸的正確操作是把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌．
故答為：甲方案：80%，Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
乙方案：（1）$\frac{a}=\frac{53}{22}$；（2）$\frac{53b}{22a}$×100%；Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O．
【交流反思】
（1）使反應(yīng)充分進(jìn)行；         _．
（2）漏斗、燒杯、玻璃棒，洗去附著在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差．
（3）把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不斷攪拌．

點(diǎn)評(píng) 本題將計(jì)算和實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行考查，通過(guò)認(rèn)證審題，結(jié)合題干中已給出一系列的提示，根據(jù)提出的問(wèn)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(lèi)比推導(dǎo)，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的．