Question

【題目】我國著名的閩籍制堿專家侯德榜，在純堿制造方面做出了重大貢獻．用“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質，化學興趣小組欲對某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)進行實驗探究，在老師的指導下，他們設計了下列兩種實驗方案進行試驗。

資料摘要：Ⅰ．碳酸鈉和氯化鈣能發(fā)生復分解反應。

Ⅱ．濃硫酸具有很強的吸水性；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，測定Na2CO3的質量分數(shù)

（1）樣品與氯化鈣溶液的反應實驗（雜質不與氯化鈣溶液反應）：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	反應的化學方程式： ______________________

（2）分析滴加的CaCl2溶液要過量的原因：________________________。

（3）將反應后的混合物進行過濾，把獲得的沉淀物進行洗滌、干燥、稱量．利用沉淀物質量計算出Na2CO3的質量分數(shù)為91%。如果不洗滌沉淀物會造成測定結果大于91%，這是因為_________。

（方案二）樣品與稀硫酸反應，測定Na2CO3的質量分數(shù)

利用如圖所示實驗裝置（鐵架臺略去）和試劑，通過測定樣品和稀硫酸反應產(chǎn)生的CO2氣體的質量，計算Na2CO3的質量分數(shù)（裝置氣密性良好且每步反應或作用都是完全的）。

（4）打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，再接上裝置C和D。其目的是__________________________________________________。

（5）關閉止水夾K，加入足量的稀硫酸（雜質不與稀硫酸反應），裝置A中樣品產(chǎn)生氣體的化學方程式為__________________________________________。該方案中不能用稀鹽酸代替稀硫酸的原因是_______________________________________。

（6）待裝置A中的反應結束后，再一次打開止水夾K，繼續(xù)往裝置通入已除去CO2的空氣一段時間的目的是____________________________________________。根據(jù)質量守恒定律，裝置_____（填標號）在反應前后的質量差就是產(chǎn)生CO2的質量，由此計算出該樣品中Na2CO3的質量分數(shù)．若沒有裝置D，將會使測定結果______（選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl 與碳酸鈉充分反應 不洗滌，碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質使沉淀物質量增加，所以使得計算出的碳酸鈉的質量增大，從而導致樣品中Na2CO3的質量分數(shù)偏大 防止空氣中的二氧化碳對實驗結果產(chǎn)生影響 Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑ 鹽酸具有揮發(fā)性 使生成的二氧化碳全部被C裝置中的氫氧化鈉吸收 C 偏大

【解析】

（1）碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應的化學方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；

（2）滴加的CaCl2溶液要過量的原因與碳酸鈉充分反應；

（3）不洗滌，碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質使沉淀物質量增加，所以使得計算出的碳酸鈉的質量增大，從而導致樣品中Na2CO3的質量分數(shù)偏大；

（4）空氣中含有二氧化碳，所以打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的二氧化碳，再接上裝置C和D；

（5）硫酸和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，化學方程式為Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑；鹽酸具有揮發(fā)性，影響實驗結果；

（6）待裝置A中的反應結束后，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在反應前后的質量差就是產(chǎn)生CO2的質量；若沒有裝置D，空氣中的二氧化碳會進入氫氧化鈉溶液中，將會使測定結果偏大。