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精英家教网某NaOH固体中含有Na2CO3.老师安排第一小组做除去NaOH溶液中Na2CO3的实验.第二、第三小组同学做测定该固体混合物中Na2CO3质量分数的实验.
Ⅰ.第一小组的同学取一定量的该固体溶于水,得到混合溶液,为了除去溶液中的
Na2CO3杂质,甲、乙、丙、丁四位同学分别选择下列试剂进行实验.其中,不合理的是
 

甲:适量稀盐酸.乙:过量KOH溶液.丙:适量Ba(OH)2溶液.丁:适量CaCl2溶液.
Ⅱ.第二小组利用左下图装置测定NaOH和Na2CO3的混合物中Na2CO3的质量分数,用电子天平称量数据如下表:
称   量   项   目 质量(g)
NaOH和Na2CO3的混合物 9.30
锥形瓶质量 41.20
锥形瓶+稀盐酸质量(过量) 141.20
锥形瓶+稀盐酸质量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后,第一次称量的质量 148.50
锥形瓶+稀盐酸质量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后,第二次称量的质量 148.30
锥形瓶+稀盐酸质量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后,第三次称量的质量 148.30
(1)写出固体混合物与盐酸发生化学反应的化学方程式:
 

(2)混合物中Na2CO3的质量分数为
 

Ⅲ.第三组选用另一种方案测定NaOH和Na2CO3的混合物(mg)中Na2CO3的质量分数,其操作流程如下:
固体混合物
溶液
A溶液
操作B
BaCO3
洗涤干燥
称量
a g
(1)A是
 
(填化学式).该实验要求加入的A溶液必须过量,检查A溶液已经过量的方法是
 

(2)B操作的名称是
 
.该操作需要的玻璃仪器有
 

(3)计算混合物中Na2CO3的质量分数.(写出计算步骤)
分析:I.分析所提供的甲、乙、丙、丁四种试剂与混合溶液发生反应的情况,根据除去混合物中杂质的要求,判断出不适合用于除去杂质碳酸钠的试剂;
II.利用碳酸钠可与盐酸反应放出二氧化碳,而氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水而无气体产生,可通过测定放出气体二氧化碳的质量可计算混合物中碳酸钠的质量,从而求得混合物样品中碳酸钠的质量分数;
III.利用只能与碳酸钠发生反应而生成碳酸钡沉淀的试剂,加入该试剂完全反应后过滤,通过所得沉淀质量利用反应的化学方程式,计算混合物中碳酸钠的质量,从而求得混合物样品中碳酸钠的质量分数.
解答:解:I.甲试剂稀盐酸既能与碳酸钠反应也可与氢氧化钠反应,不能达到除去NaOH溶液中Na2CO3的目的;乙试剂KOH溶液既不能与碳酸钠反应也不能与氢氧化钠反应,不能达到除去NaOH溶液中Na2CO3的目的;丙试剂Ba(OH)2溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,因此加入适量Ba(OH)2溶液充分反应后过滤,可以除去NaOH溶液中Na2CO3;丁试剂氯化钙与碳酸钠反应生成的氯化钠成为新的杂质,不能达到除去NaOH溶液中Na2CO3的目的;
II.(1)稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应化学方程式为NaOH+HCl═NaCl+H2O,Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑;
(2)根据质量守恒定律,生成二氧化碳的质量=141.20g+9.30g-148.30g=2.20g;
设混合物样品中的质量为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
106                    44
x                     2.20g
106
44
=
x
2.20g
  x=5.30g
混合物中Na2CO3的质量分数=
5.30g
9.30g
×100%≈57%
III.(1)由于氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡等溶液都可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀,因此它们都可能用作A溶液;为检验所加入的氯化钠溶液过量,可向过滤后所得澄清的滤液中滴加碳酸钠溶液,观察到有白色沉淀生成,说明所加入的氯化钡溶液过量;
(2)经过操作B后溶液中的沉淀碳酸钡与溶液分离,因此操作B应为过滤操作;该操作过程需要使用的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒;
故答案为:
I.甲、乙、丁;
II.(1)NaOH+HCl═NaCl+H2O,Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑;(2)57%;
III.(1)BaCl2;向澄清的滤液中滴加碳酸钠溶液,有白色沉淀产生;(2)过滤;漏斗、烧杯、玻璃棒;
(3)设混合物中Na2CO3的质量为x
Na2CO3+BaCl2═2NaCl+BaCO3
106                 197
x                   a g
106
197
=
x
a g
  x=
106a
197
g
混合物中Na2CO3的质量分数=
106a
197
m
×100%=
106a
197m
×100%
答:混合物中Na2CO3的质量分数为
106a
197m
×100%.
点评:检验两种溶液反应后其中一种溶液是否过量,通常可采取向反应后的澄清溶液中再加入另一种反应物溶液,观察是否继续反应产生沉淀而判断.
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