Question

17．某�；瘜W(xué)小組的同學(xué)開展測定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的探究實(shí)驗(yàn)，他們提出下列實(shí)驗(yàn)方案-氣體分析法．
（1）甲同學(xué)用圖1所示裝置，把Ng的混合物與足量稀硫酸反應(yīng)后，測定產(chǎn)生的CO₂氣體的體積，實(shí)驗(yàn)開始時檢查該裝置氣密性的方法是關(guān)閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，若活塞能回到原位，證明不漏氣，否則漏氣．
（2）乙同學(xué)用圖2代替圖1中的發(fā)生、收集裝置，甲、乙兩試管各有兩根導(dǎo)管，用橡膠管連接對應(yīng)接口后，倒置盛有稀硫酸的試管，發(fā)生反應(yīng)，放出氣體，則Na₂CO₃、NaCl的固體混合物和稀硫酸應(yīng)分別置于甲、乙儀器中（填儀器編號）；G管可用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的一種常用儀器來代替，你認(rèn)為這種儀器的名稱是堿式滴定管；儀器甲、乙、丙接口的連接方式如下：A連接D，B連接E，C連接F（填寫各接口的編號）．
（3）丙同學(xué)用圖3裝置測定CO₂的質(zhì)量，該裝置存在明顯缺陷，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差，請你分析其中使測定結(jié)果可能偏大的主要原因CO₂氣體中混有水蒸氣或空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入干燥管中，使測定結(jié)果可能偏小的主要原因可能是裝置中的CO₂沒有全部被堿石灰吸收；（上述偏大、偏小的原因各寫一條）
（4）某天然堿可看作向CO₂和NaOH的反應(yīng)后的產(chǎn)物所組成，稱取天堿樣品四份，溶于水后，分別逐滴加入相同濃度的鹽酸溶液30毫升，產(chǎn)生CO₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）如下表：

樣品號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
鹽酸溶液的體積/mL	30	30	30	30
樣品質(zhì)量/g	3.32	4.15	5.81	7.47
二氧化碳的體積/mL	672	840	896	672

取3.28g天然堿樣品于300℃加熱至分解完全（300℃Na₂CO₃不分解），產(chǎn)生CO₂224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和一定量的水，則該天然堿樣品的化學(xué)式為Na₂CO₃•2NaHO₃•3H₂O．

Answer 1

分析 （1）欲檢查裝置氣密性，可根據(jù)該反應(yīng)容器的特點(diǎn)，采用拉動注射器活塞的方法完成；
（2）由圖裝置可知甲有c支管，應(yīng)為生產(chǎn)氣體裝置，則甲應(yīng)放入Na₂CO₃、NaCl的固體混合物，乙放入硫酸，連接導(dǎo)管時，應(yīng)用A連接D，B連接E，C連接F；
（3）根據(jù)堿石灰的成分可知，堿石灰既可吸收二氧化碳也可吸收水，同時生成的二氧化碳反應(yīng)后在裝置內(nèi)會有殘留，以及干燥管與空氣接觸等進(jìn)行分析即可；
（4）根據(jù)碳元素守恒計算，分析圖表數(shù)據(jù)，ⅠⅣ對比可知，Ⅰ組樣品全部反應(yīng)，Ⅳ組鹽酸全部反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w為672ml物質(zhì)的量=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，樣品是均一的，取3.28g天然堿樣品于300℃加熱至分解完全（300℃Na₂CO₃不分解），產(chǎn)生CO₂224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和一定量的水，說明含有碳酸鈉和碳酸氫鈉，其中碳酸氫鈉分解生成二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，中NaHCO₃物質(zhì)的量為0.02mol，結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅰ計算，若3.28g樣品全部和鹽酸反應(yīng)，生成二氧化碳物質(zhì)的量為x，則3.32g：0.03mol=3.28g：x，計算x=0.0296mol，結(jié)合碳元素守恒，3.28g樣品中碳酸鈉物質(zhì)的量為=0.0296mol-0.02mol≈0.01mol，樣品中含水的質(zhì)量=3.28g-0.01mol×106g/mol-0.02mol×84g/mol=0.54g，計算物質(zhì)的量得到樣品組成比得到化學(xué)式．

解答 解：（1）欲檢查裝置氣密性，可根據(jù)該反應(yīng)容器的特點(diǎn)，采用拉動注射器活塞的方法完成，具體操作為關(guān)閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，若活塞能回到原位，證明不漏氣，否則漏氣，
故答案為：關(guān)閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，若活塞能回到原位，證明不漏氣，否則漏氣；
（2）由圖裝置可知甲有c支管，應(yīng)為生產(chǎn)氣體裝置，則甲應(yīng)放入Na₂CO₃、NaCl的固體混合物，乙放入硫酸，G為量氣裝置，根據(jù)構(gòu)造，可用堿式滴定管代替，連接導(dǎo)管時，應(yīng)用A連接D，B連接E，C連接F，
故答案為：甲；乙；堿式滴定管；D；E；F；
（3）因生產(chǎn)的CO₂氣體中混有水蒸氣或空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入干燥管中，會導(dǎo)致質(zhì)量偏大，使測定結(jié)果可能偏小的主要原因裝置中的CO₂沒有全部被堿石灰吸收，應(yīng)通入氮?dú)饪蓪�氣體排出，
故答案為：CO₂氣體中混有水蒸氣或空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入干燥管中；裝置中的CO₂沒有全部被堿石灰吸收；
（4）根據(jù)碳元素守恒計算，分析圖表數(shù)據(jù)，ⅠⅣ對比可知，Ⅰ組樣品全部反應(yīng)，Ⅳ組鹽酸全部反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w為672ml物質(zhì)的量=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，樣品是均一的，取3.28g天然堿樣品于300℃加熱至分解完全（300℃Na₂CO₃不分解），產(chǎn)生CO₂224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和一定量的水，說明含有碳酸鈉和碳酸氫鈉，其中碳酸氫鈉分解生成二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，3.28g樣品中，n（NaHCO₃）=2n（CO₂）=2×$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.02mol，NaHCO₃物質(zhì)的量為0.02mol，結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅰ，若3.28g樣品全部和鹽酸反應(yīng)，生成二氧化碳物質(zhì)的量為x，則3.32g：0.03mol=3.28g：x，計算x=0.0296mol，結(jié)合碳元素守恒，3.28g樣品中碳酸鈉物質(zhì)的量為=0.0296mol-0.02mol≈0.01mol，樣品中含水的質(zhì)量=3.28g-0.01mol×106g/mol-0.02mol×84g/mol=0.54g，物質(zhì)的量=$\frac{0.54g}{18g/mol}$=0.03mol，則n（Na₂CO₃）n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.01：0.02：0.03=1：2：3，組成的化學(xué)式為Na₂CO₃•2NaHO₃•3H₂O，
故答案為：Na₂CO₃•2NaHO₃•3H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)組成和含量的實(shí)驗(yàn)測定方法分析判斷，實(shí)驗(yàn)裝置的理解應(yīng)用，主要是數(shù)據(jù)處理的方法應(yīng)用技術(shù)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．