题目内容
【题目】中医药是中华文明的重要组成部分。中医药在2020抗击新冠肺炎“战疫”中起重要的作用。初中常见的很多化学物质都是中医常用的药物。芒硝的主要成分是硫酸钠,在中医药中常用于湿热积滞、腹满胀痛、大便燥结等病症治疗。芒硝广泛分布于我国各地,尤其以盐碱地分布较多。
小青和小竹在了解芒硝的基本信息后，准备用盐湖水制备少量的Na2SO4晶体。
[查阅资料]
I.盐湖水中的溶质是NaCl、Na2CO3和Na2SO4.
II. NaCl、Na2CO3和Na2SO4在水中不同温度下的溶解度如下表所示:
0°C | 10°C | 20°C | 30°C | 40°C | |
NaCl | 35.7g | 35.8g | 36.0g | 36.3g | 36.6g |
Na2CO3 | 7g | 12.2g | 21.8g | 39.7g | 48.8g |
Na2SO4 | 4.9g | 9.1g | 19.5g | 40.8g | 48.8g |
（1）若要证明盐湖水中含有NaCl、Na2CO3 和Na2SO4,可依次加入适量的__________(选填字母)，看到相应现象即可证明.
A AgNO3、H2SO4、BaCl2
B HCl、Ba(NO3)2、AgNO3
C HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3
[进行实验]用盐湖水制取少量Na2SO4晶体
小青方案 | 取少盐湖水，蒸发浓缩，降温结晶，过滤，洗涤，干燥 |
[实验讨论]
（2）同学们讨论后认为小青的方案存在问题，因为用小青的方案得到的晶体除了含有硫酸钠外,还含有____晶体杂质。小竹在小青方案的基础上进行了改进,从而达到实验目的,
（3）小青的实验方案中“洗涤晶体”这一操作最好使用饱和_____________溶液洗而不用水洗，以防止硫酸钠固体溶于水造成晶体的损失。
[实验拓展]小湖同学想通过实验测得一定质盐湖水中Na2CO3的溶质质量分数,设计了下图所示装置进行实验，通过测定装D中氢氧化钠溶液的质量变化。然后计算,从而达到实验目的。
（4）装置B的作用是：_______________________。
（5）若将装置C和D颠倒位置,则通过计算得出Na2CO3的溶质质量分数__________ (填“偏大”、 “偏小”或“无影响”) .
【答案】C 碳酸钠 先向混合溶液中加入适量的稀硫酸，使稀硫酸与碳酸钠反应产生硫酸钠溶液 硫酸钠 吸收A装置中盐酸挥发出的氯化氢气体 偏大
【解析】
（1）若要证明盐湖水中含有NaCl、Na2CO3 和Na2SO4,先加入稀硝酸，稀硝酸只能与碳酸钠反应产生硝酸钠和水和二氧化碳气体，可以看到有气泡产生，说明原溶液中有碳酸钠，再加入硝酸钡溶液，硝酸钡只能与硫酸钠反应产生硫酸钡沉淀和硝酸钠，可以看到有白色沉淀产生，说明原溶液中有硫酸钠；过滤后，最后加入硝酸银溶液，硝酸银只能与氯化钠反应产生氯化银沉淀和硝酸钠，可以看到有白色沉淀产生，说明原溶液中有氯化钠；依次加入适量的溶液是：HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3；
故选：C。
（2）同学们讨论后认为小青的方案存在问题，因为用小青的方案得到的晶体除了含有硫酸钠外,还含有碳酸钠晶体杂质。因为碳酸钠的溶解度受温度影响较大，随着温度的降低，碳酸钠的溶解度明显减小；小竹在小青方案的基础上进行了改进,从而达到实验目的,小竹的改进方案是：先向混合溶液中加入适量的稀硫酸，使稀硫酸与碳酸钠反应产生硫酸钠溶液，然后蒸发浓缩，降温结晶，过滤，洗涤，干燥，可以得到较纯净的硫酸钠晶体；
（3）小青的实验方案中“洗涤晶体”这一操作最好使用饱和硫酸钠溶液洗而不用水洗，以防止硫酸钠固体溶于水造成晶体的损失，同时防止引入新杂质。
（4）装置B的作用是：吸收A装置中盐酸挥发出的氯化氢气体，防止干扰后续实验；
（5）若将装置C和D颠倒位置,则D装置中的氢氧化钠溶液能同时吸收二氧化碳气体和水蒸气，导致D装置质量变化偏大；通过计算得出Na2CO3的溶质质量分数偏大 。
