Question

【题目】某过碳酸钠样品中含有少量的碳酸钠等杂质，为测定其纯度，某化学小组同学利用如图装置展开如下探究：

[资料在线]

①过碳酸钠(Na2CO4)和稀硫酸反应的原理为：

2 Na2CO4+2H2SO4=2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O

②碳酸钠与稀硫酸反应后生成硫酸钠、二氧化碳和水。

③浓硫酸具有强吸水性。氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。

④含钠的化合物可溶于水，样品中其它杂质不溶于水且不参与反应。

⑤该实验条件下，氧气的密度为l.43g/L、二氧化碳的密度l.97g/L。

[实验步骤]

a．连接仪器并检查装置气密性。

b．向装置Ⅰ中的锥形瓶加入1.0g样品，由注射器缓缓注入稀硫酸，待到完全反应后，利用装置Ⅳ测得反应生成的气体体积为82.6 mL；装置I中的溶液经处理，称得硫酸钠固体质量为1.1g。

c．根据测得数据，计算样品中过碳酸钠的质量分数。

[回答问题]

(1)判断样品与稀硫酸完全反应的现象是___________。

写出碳酸钠与稀硫酸反应的化学方程式：___________。

(2)装置Ⅱ和Ⅲ的广口瓶中盛有足量的药品是___________(填标号)。

A．Ⅱ—浓硫酸、Ⅲ—氢氧化钠溶液 B．Ⅱ—氢氧化钠溶液、Ⅲ—浓硫酸

(3)甲同学通过称量装置I中实验前后固体的质量、乙同学通过读取装置IV中气体的体积，分别计算出样品中过碳酸钠质量分数。

①乙同学计算过程中，需要选用___________ (填“氧气”或“二氧化碳”)的密度。

②两位同学的实验结果不同，经分析乙同学实验方案正确。甲同学的实验方案不准确的原因是___________。

Answer 1

【答案】 装置I(或II或III)中不再有气泡产生(或量气管内液面不再下降) Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑ B 氧气 甲称得1.1 g Na2SO4的质量由Na2CO4和Na2CO3与稀硫酸共同反应而生成，使得测定结果不准确

【解析】本题在测定过碳酸钠样品的纯度的情境下考查了酸的性质，气体的分离，根据化学方程式的计算以及实验误差的分析。综合性很强，但难度不大，认真阅读，理解题意，利用已有的知识分析解答。

(1) 碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水和二氧化碳，过碳酸钠(Na2CO4)和稀硫酸反应生成硫酸钠和氧气的二氧化碳和水，都有气体生成，样品与稀硫酸完全反应的现象是装置I(或II或III)中不再有气泡产生(或量气管内液面不再下降)；碳酸钠与稀硫酸反应的化学方程式：Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑；

(2)装置Ⅱ的作用是吸收二氧化碳和装置Ⅲ的作用是吸收水蒸气，装置Ⅱ和Ⅲ的广口瓶中盛有足量的药品分别是氢氧化钠溶液、浓硫酸，故选B。

(3)甲同学通过称量装置I中实验前后固体的质量、乙同学通过读取装置IV中气体的体积，分别计算出样品中过碳酸钠质量分数。

①乙同学是通过氧气的质量计算出过碳酸钠的质量，乙同学计算过程中，需要选用氧气的密度；

②两位同学的实验结果不同，经分析乙同学实验方案正确。甲同学的实验方案不准确的原因是甲称得1.1 g Na2SO4的质量由Na2CO4和Na2CO3与稀硫酸共同反应而生成，使得测定结果不准确。