Question

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃，还含有少量NaCl，其它杂质不计）和石灰乳为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定．
【粗产品制备】
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为

Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓

．
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品．
【粗产品成分分析】
（1）取适量粗产品溶于水，滴加Ba（NO₃）₂溶液出现白色浑浊，发生反应的化学方程式为

Ba（NO₃）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaNO₃

，该粗产品中一定不含有

氢氧化钙

，理由是

滴加硝酸钡产生沉淀，说明产品中含有碳酸钠，碳酸钠能与氢氧化钙发生反应，二者不能共存

．
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质．
【粗产品中Na₂CO₃含量测定】
（1）该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置．取10.0g粗产品，进行实验．

（2）操作步骤
①连接好装置，检查气密性；②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；③称量G的质量；④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；⑤打开弹簧夹 C，再次缓缓通入一段时间空气；⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为0.48g．
（3）问题探究
①步骤②的目的是

排除装置内的空气，防止含有的二氧化碳对实验结果造成干扰

；
②B装置的作用是

吸收空气中的二氧化碳

，F中的试剂应为

浓硫酸

；
③E 装置的作用是

吸收除去挥发出的氯化氢气体

，相关反应的化学方程式是

NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑

，H装置的作用是

吸收空气中的二氧化碳

．若没有H装置，则测定的Na₂CO₃的质量分数会

偏大

（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．事实上10.0g粗产品只能产生0.44g CO₂．请你仔细分析上述实验，解释实验值0.48g比正确值0.44g偏大的原因（假设操作均正确）

装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO₃反应产生二氧化碳

．

Answer 1

分析：根据题干叙述进行分析，
粗产品制备：碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
粗产品成分分析：碳酸钠能与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠；
粗产品中Na₂CO₃含量测定：要测定碳酸钠的含量，可以通过与酸反应生成的二氧化碳的质量进行，此时需要排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰，通入空气，能将装置中的二氧化碳排出，氢氧化钠能吸收二氧化碳，饱和碳酸氢钠溶液能起到除去氯化氢的作用．

解答：解：粗产品制备：（1）碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠．
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓；
粗产品成分分析：碳酸钠能与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠：（1）加入硝酸钡溶液产生了白色沉淀，则是硝酸钡与碳酸钠发生了反应，有碳酸钠存在，则不可能含有氢氧化钙，因为氢氧化钙会与碳酸钠反应而不能共存．
故填：Ba（NO₃）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaNO₃，氢氧化钙，滴加硝酸钡产生沉淀，说明产品中含有碳酸钠，碳酸钠能与氢氧化钙发生反应，二者不能共存；
粗产品中Na₂CO₃含量测定：（3）①②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气的目的就是排出装置内的空气，防止含有的二氧化碳对实验结果造成干扰，故填：排除装置内的空气，防止含有的二氧化碳对实验结果造成干扰；
②B中含有的氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳，从E中出来的二氧化碳气体含有水蒸气，可以通过浓硫酸将水除掉，故F中可以放浓硫酸．
故填：吸收空气中的二氧化碳，浓硫酸；
③使用的浓盐酸具有挥发性，可以通过碳酸氢钠溶液将其除掉，碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，由于反应生成二氧化碳，会使测得的二氧化碳的质量偏大，从而碳酸钠的含量偏高，H中的碱石灰能起到吸收空气中二氧化碳的作用．
故填：吸收除去挥发出的氯化氢气体，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，吸收空气中的二氧化碳，偏大，装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO₃反应产生二氧化碳．

点评：本题考查了混合物中杂质成分的确定以及含量的测定，完成此题，可以依据物质的性质结合题干提供的信息进行．