Question

【題目】某化學(xué)興趣小組欲測(cè)定某已部分變質(zhì)的小蘇打樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案。

【方案一】稱(chēng)取一定質(zhì)量樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱(chēng)量剩余固體質(zhì)量，計(jì)算。

（1）坩堝中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

（2）實(shí)驗(yàn)中，需加熱至恒重的目的是_______________。

【方案二】稱(chēng)取一定質(zhì)量樣品，置于小燒杯中，加適量水溶解；向小燒杯中加入足量Ba(OH)2溶液，過(guò)濾，洗滌、干燥沉淀，稱(chēng)量固體質(zhì)量，計(jì)算。(已知:Ba2++OH-+HCO3-==BaCO3↓+H2O)

（1）過(guò)濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為_______________。

（3）實(shí)驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是_______________。

【方案三】按如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

（1）D裝置的作用是_______________。分液漏斗中_________(填“能”或“不能”)用鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)前稱(chēng)取17.90g樣品，實(shí)驗(yàn)后測(cè)得C裝置增重8.80g，則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________(保留三位有效數(shù)字)

（3）根據(jù)此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，測(cè)定結(jié)果有誤差，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置還存的在一個(gè)明顯缺陷是________________。

Answer 1

【答案】 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 保證NaHCO3分解完全 玻璃棒 取少量上層清液于一支潔凈試管中，加一滴Ba(OH)2溶液，觀察是否有白色沉淀生成 防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進(jìn)入C裝置 不能 29.6% 缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化碳?xì)怏w的裝置(或其他合理答案)

【解析】[方案一](1)碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，故答案為：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

(2)實(shí)驗(yàn)原理是根據(jù)加熱前后固體質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算碳酸氫鈉，故應(yīng)保證碳酸氫鈉完全分解，加熱恒重則碳酸氫鈉完全分解，故答案為：保證NaHCO3分解完全；

[方案二](1)過(guò)濾時(shí)需用玻璃棒引流，故答案為：玻璃棒；

(2)可取上層清液，繼續(xù)加沉淀劑，看是否生成沉淀，具體操作為：取上層清液少許于試管中，加入氫氧化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀完全，故答案為：取少量上層清液于一支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，觀察是否有白色沉淀生成；

[方案三](1)空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)被堿石灰吸收，故D的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發(fā)，這樣制得二氧化碳?xì)怏w中含氯化氫，濃硫酸不能吸收氯化氫，則氯化氫被堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)到二氧化碳質(zhì)量偏高，等質(zhì)量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多，則會(huì)導(dǎo)致碳酸氫鈉偏多，碳酸鈉偏小，故答案為：防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進(jìn)入C裝置；不能；

(2)設(shè)NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量分別為x、y，則

Na2CO3+H2SO4=H2O+CO2↑+Na2SO4、

x x

2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑

y y

106g/mol×x+84g/mol×y＝17.90g，44 g/mol×x+44 g/mol×y＝8.80g，解得x＝0.05 mol，y＝0.15mol，則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=29.6%，故答案為：29.6%；

(3)實(shí)驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯缺陷為裝置中的二氧化碳不能被C全部吸收，則需設(shè)計(jì)一個(gè)裝置將A、B中的CO2全部吹入C中吸收，故答案為：缺少一個(gè)驅(qū)趕殘留二氧化碳?xì)怏w的裝置。