Question

氫氧化鈉固體常因吸收空氣中的二氧化碳而變質(zhì)．某研究性學(xué)習(xí)小組為探究氫氧化鈉固體樣品中的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（僅考慮樣品為NaOH和Na₂CO₃的混合物），設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)方案，請結(jié)合以下方案回答有關(guān)問題：
方案一：
稱取一定量的氫氧化鈉樣品，加水溶解后，逐滴加入沉淀劑氫氧化鋇溶液至不再產(chǎn)生沉淀為止．將沉淀過濾、洗滌、烘干、稱量．
則：（1）沉淀洗滌的目的是

 

，若不洗滌，則所測定的樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法：向最后一次洗滌后的濾液中加入

 

試劑（填化學(xué)式），若無沉淀產(chǎn)生，說明洗滌干凈．
方案二：
（2）利用下圖裝置測定氫氧化鈉樣品中 Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則必需的數(shù)據(jù)有：樣品質(zhì)量、反應(yīng)前錐形瓶及其中各物質(zhì)的總質(zhì)量、

 

．該方案有誤差，請寫出引起誤差的一個(gè)原因：

 

．
方案三：

（3）操作Ⅰ中加入稀鹽酸應(yīng)過量的原因是

 

，
操作Ⅱ中需要的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、玻璃棒、酒精燈和

 

，若該方案中樣品質(zhì)量為9.3g，最終稱量冷卻后的晶體質(zhì)量為11.7g．
為計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，小剛同學(xué)通過列二元一次方程組的辦法得到兩個(gè)表達(dá)式：
解：設(shè)樣品中NaOH的質(zhì)量為x，Na₂CO₃的質(zhì)量為y．

x+y=9.3     x 40 ×58.5+ y 106 ×58.5=11.7

請判斷這兩個(gè)方程組中是否存在問題，若有錯(cuò)誤，請將糾正后的方程寫在橫線上：

 

．
經(jīng)計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)氫氧化鈉；進(jìn)行解答；若不洗滌，雜質(zhì)氫氧化鈉的質(zhì)量當(dāng)作沉淀物的質(zhì)量，即樣品中所含的碳酸根偏大；根據(jù)Ba²⁺ 的檢驗(yàn)方法，進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律：在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和；CO₂逸出時(shí)會帶有水蒸氣；  進(jìn)行分析解答；
（3）要使氫氧化鈉樣品中 的物質(zhì)完全反應(yīng)，必須加入過量稀鹽酸；根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作蒸發(fā)溶液時(shí)用的器皿為蒸發(fā)皿進(jìn)行解答；分別計(jì)算出NaOH中鈉元素的量，Na₂CO₃中鈉元素的量，生成氯化鈉的質(zhì)量進(jìn)行分析解答；根據(jù)Na₂CO₃的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量即可求出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）因?yàn)樵诔恋肀砻娴目扇苄噪s質(zhì)氫氧化鈉，所以沉淀洗滌的目的是：除去沉淀表面的可溶性雜質(zhì)；若不洗滌，雜質(zhì)氫氧化鈉的質(zhì)量當(dāng)作沉淀物的質(zhì)量，即樣品中所含的碳酸根偏大，導(dǎo)致碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；根據(jù)Ba²⁺ 的檢驗(yàn)方法，滴加含有硫酸根的試劑即可，選用CuSO₄；
故答案為：除去沉淀表面的可溶性雜質(zhì)；偏大；CuSO₄等；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律：在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和；所以必需的數(shù)據(jù)有：樣品質(zhì)量、反應(yīng)前錐形瓶及其中各物質(zhì)的總質(zhì)量、反應(yīng)后錐形瓶及其中各物質(zhì)的總質(zhì)量；反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，CO₂逸出時(shí)會帶有水蒸氣；
故答案為：反應(yīng)后錐形瓶及其中各物質(zhì)的總質(zhì)量；水蒸氣會隨CO₂逸出；
（3）要使氫氧化鈉樣品中 的物質(zhì)完全反應(yīng)，必須加入過量稀鹽酸；
NaOH中鈉元素的量，生成氯化鈉的質(zhì)量為：

x

40

×58.5
Na₂CO₃中鈉元素的量，生成氯化鈉的質(zhì)量為：2×

y

106

×58.5
設(shè)樣品中NaOH的質(zhì)量為x，Na₂CO₃的質(zhì)量為y．
x+y=9.3g

x

40

×58.5+

y

106

×117=11.7   解得：x=4g；y=5.3g；
因此糾正后的方程為：

x

40

×58.5+

y

106

×117=11.7；
碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5.3

9.3

×100%=57%；
故答案為：使氫氧化鈉、碳酸鈉完全反應(yīng)；蒸發(fā)皿；

x

40

×58.5+

y

106

×117=11.7；  57%．

點(diǎn)評：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．