Question

化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案，測定某已部分變質(zhì)的小蘇打樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
[方案一]
稱取一定質(zhì)量樣品，置于坩鍋中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質(zhì)量，計(jì)算．
（1）坩鍋中發(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，過濾，洗滌、干燥沉淀，稱量固體質(zhì)量，計(jì)算．（已知：Ba²⁺+OH^-+HCO₃^-═BaCO₃↓+H₂O）
（1）過濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)中判斷沉淀是否完全的方法是

 

．
[方案三]
按如圖所示裝置進(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)前稱取17.90g樣品，實(shí)驗(yàn)后測得C裝置增重8.80g，則樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（3）根 據(jù) 此 實(shí) 驗(yàn) 測 得 的 數(shù) 據(jù)，測 定 結(jié) 果 有 誤 差，因 為 實(shí) 驗(yàn)裝置還存在一個(gè)明顯的缺陷是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,鈉的重要化合物

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：[方案一]碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分解，根據(jù)加熱前后固體質(zhì)量變化，根據(jù)差量法求碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
（2）加熱恒重保證碳酸氫鈉完全分解；
[方案二]碳酸鈉和碳酸氫鈉都和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，根據(jù)生成沉淀的質(zhì)量來計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）根據(jù)過濾操作考慮所需儀器；
（2）可取上層清液，繼續(xù)加沉淀劑，看是否生成沉淀；
[方案三]由測定含量的實(shí)驗(yàn)可知，A中發(fā)生Na₂CO₃+H₂SO₄=H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄、2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑，B中為濃硫酸吸收水，干燥二氧化碳，利用C裝置吸收二氧化碳，D裝置防止空氣中的二氧化碳、水進(jìn)入C裝置干擾含量測定，結(jié)合反應(yīng)計(jì)算含量，以此來解答．

解答： 解：[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：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：2NaHCO₃

△   .

 Na₂CO₃+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

106x+84y=17.90 44x+44y=8.80

，解得

x=0.05 y=0.15mol

，
則樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.05mol×106g/mol

17.90g

×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．

點(diǎn)評：本題考查碳酸鈉含量的測定實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)裝置的作用及實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析、計(jì)算及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．