Question

7．某校課外小組為測(cè)定某碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙兩組同學(xué)分別進(jìn)行了下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)．[已知Ba（HCO₃）₂可溶于水]
方案Ⅰ．甲組同學(xué)用沉淀分析法，按如圖所示的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，過(guò)濾操作中，除了燒杯、玻璃棒外，還要用到的玻璃儀器為漏斗．
（2）洗滌沉淀B的操作是用玻璃棒引流，注入蒸餾水，直至剛好沒(méi)過(guò)沉淀，待水自然流干后，重復(fù)操作2-3次．
（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得樣品質(zhì)量為m g，沉淀B質(zhì)量為n g，則碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{106n}{197m}$×100%．
方案Ⅱ：乙組同學(xué)的主要實(shí)驗(yàn)流程圖如下：

按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（4）該實(shí)驗(yàn)中裝置B盛放的物質(zhì)是濃硫酸，分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸測(cè)量結(jié)果將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”、“無(wú)影響”）．
（5）在C中裝堿石灰來(lái)吸收凈化后的氣體．D裝置的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個(gè)干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性．
（6）有的同學(xué)認(rèn)為為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，在反應(yīng)前后都通入N₂，反應(yīng)后通入N₂的目的是將B、C裝置中殘留CO₂全部驅(qū)入D裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差．
方案III：氣體分析法
（7）把一定量樣品與足量稀硫酸反應(yīng)后，用如圖裝置測(cè)量產(chǎn)生CO₂氣體的體積，B溶液最好采用b（以下選項(xiàng)中選擇）使測(cè)量誤差較�。�

a．飽和碳酸鈉溶液　　    b．飽和碳酸氫鈉溶液   c．飽和氫氧化鈉溶液　　　d．飽和硫酸銅溶液
（8）但選用該溶液后實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍然不夠準(zhǔn)確，其原因可能是部分水殘留在BC之間玻璃導(dǎo)管內(nèi)．

Answer 1

分析 方案Ⅰ、樣品溶液后加入氯化鋇，碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，碳酸氫鈉與氯化鋇不反應(yīng)，過(guò)濾、干燥得到碳酸鋇沉淀，通過(guò)碳酸鋇沉淀可求出碳酸鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）過(guò)濾裝置分析需要的儀器主要為燒杯、玻璃棒、漏斗等，過(guò)濾時(shí)用玻璃棒引流；
（2）洗滌沉淀是在過(guò)濾器中加入蒸餾水洗滌；
（3）沉淀n為碳酸鋇，根據(jù)碳守恒，碳酸鈉的物質(zhì)的量和碳酸鋇相等，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方案Ⅱ、稱取一定量樣品裝入廣口瓶中，打并止水夾，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘用來(lái)趕凈裝置中的空氣，關(guān)閉止水夾，在干燥管內(nèi)填滿堿石灰，稱量，緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止，打開(kāi)止水夾，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘，把生成的二氧化碳全部趕到堿石灰干燥管中全部吸收，再稱量干燥管質(zhì)量，通過(guò)堿石灰的增重求得二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量和樣品質(zhì)量求得碳酸鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（4）裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發(fā)；
（5）空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)被堿石灰吸收；
（6）該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，故應(yīng)保證產(chǎn)生的二氧化碳完全被吸收，而空氣中二氧化碳不能被吸收；
方案Ⅲ、根據(jù)樣品和硫酸反應(yīng)，測(cè)量產(chǎn)生二氧化碳的體積，進(jìn)而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（7）所選液體不溶解二氧化碳；
（8）部分水殘留在玻璃導(dǎo)管內(nèi)，會(huì)使得測(cè)得二氧化碳體積偏�。�

解答 解：（1）過(guò)濾裝置分析需要的儀器主要為燒杯、玻璃棒、漏斗等，故答案為：漏斗；
（2）洗滌沉淀的操作是在過(guò)濾器中加水浸沒(méi)沉淀使水自然留下，重復(fù)操作2-3次；
故答案為：用玻璃棒引流，注入蒸餾水，直至剛好沒(méi)過(guò)沉淀，待水自然流干后，重復(fù)操作2-3次；
（3）沉淀n為碳酸鋇，物質(zhì)的量$\frac{ng}{197g/mol}$=$\frac{n}{197}$mol，根據(jù)碳守恒，碳酸鈉的物質(zhì)的量和碳酸鋇相等，故碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{n}{197}$mol，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{n}{197}mol×106g/mol}{mg}$×100%=$\frac{106n}{197m}$×100%，
故答案為：$\frac{106n}{197m}$×100%；
Ⅱ、（4）裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去，故用濃硫酸來(lái)除去水蒸氣；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��；故答案為：濃硫酸；偏小；
（5）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，以確保前一個(gè)干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；
故答案為：吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個(gè)干燥管中質(zhì)量增加量的準(zhǔn)確性；
（6）該方案關(guān)鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)前容器內(nèi)含有空氣，空氣中含有二氧化碳，會(huì)影響生成的二氧化碳的量，反應(yīng)后裝置中容器內(nèi)含有二氧化碳，不能被C中堿石灰完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果有較大誤差，所以反應(yīng)前后都要通入N₂，反應(yīng)后通入N₂的目的是：排盡裝置內(nèi)的空氣，將生成的二氧化碳從容器內(nèi)排出，被C裝置中堿石灰吸收．
故答案為：將B、C裝置中殘留CO₂全部驅(qū)入D裝置的堿石灰中，減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（7）利用測(cè)定反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w體積的方法測(cè)定，在碳酸氫鈉溶液中二氧化碳不反應(yīng)，溶解度減小，利用裝置圖排飽和碳酸氫鈉溶液測(cè)定二氧化碳?xì)怏w的體積，二氧化碳和碳酸鈉、氫氧化鈉都反應(yīng)，在硫酸銅溶液中也溶解，故答案為：b；
（8）部分水殘留在BC玻璃導(dǎo)管內(nèi)，會(huì)使得測(cè)得二氧化碳體積偏小，故答案為：部分水殘留在BC之間玻璃導(dǎo)管內(nèi)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究和組成分析判斷，主要是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析，掌握基本操作和測(cè)定原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．