题目内容
（17分）工业上制纯碱的方法是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳，获得碳酸氢钠晶体，再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱（纯碱样品中Na2CO3的质量分数为92%~96%）。涉及到的化学方程式有：
NH3+CO2+H2O → NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl（饱和）→ NaHCO3↓+NH4Cl，
。请回答：
（1）工业制得的纯碱中常常含有少量的氯化钠杂质，其主要原因是 。
（2）现有甲、乙、丙三个学生，欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数，分别设计如下方案，请你帮助他们完成如下实验。
甲：用 （填实验仪器）称取10.0g样品，利用上图所示装置，测出反应后装置C中碱石灰增重3.52g。装置D中碱石灰的作用是 。
乙：准确称取10.00g样品后，用 （填实验仪器）配成1000mL溶液，用
式滴定管量取25.00mL放入锥形瓶中，加入2滴酚酞作指示剂，用0.15mol·L－1的标准盐酸溶液滴定至终点（有关反应为Na2CO3+HCl → NaCl+NaHCO3）。完成三次平行实验后，消耗盐酸体积的平均值为15.00mL。
丙：准确称取10.00g样品后，向其中加入过量的盐酸，充分反应直至样品中无气泡冒出，蒸干混合溶液将所得到固体物质于干燥器中冷却至室温后称量。反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g。请分析、计算后填表：
NH3+CO2+H2O → NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl（饱和）→ NaHCO3↓+NH4Cl，
。请回答：（1）工业制得的纯碱中常常含有少量的氯化钠杂质，其主要原因是 。
（2）现有甲、乙、丙三个学生，欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数，分别设计如下方案，请你帮助他们完成如下实验。
甲：用 （填实验仪器）称取10.0g样品，利用上图所示装置，测出反应后装置C中碱石灰增重3.52g。装置D中碱石灰的作用是 。
乙：准确称取10.00g样品后，用 （填实验仪器）配成1000mL溶液，用
式滴定管量取25.00mL放入锥形瓶中，加入2滴酚酞作指示剂，用0.15mol·L－1的标准盐酸溶液滴定至终点（有关反应为Na2CO3+HCl → NaCl+NaHCO3）。完成三次平行实验后，消耗盐酸体积的平均值为15.00mL。
丙：准确称取10.00g样品后，向其中加入过量的盐酸，充分反应直至样品中无气泡冒出，蒸干混合溶液将所得到固体物质于干燥器中冷却至室温后称量。反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g。请分析、计算后填表：
| 分析与计算 分组 | 计算样品中碳酸钠的质量分数 | 实验结果的评价 | 实验失败的主要原因及对结果的影响 |
| 甲 | | 失 败 | |
| 乙 | |  成 功 | |
| 丙 | |  成 功 | |
（1）在饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳后，发生反应NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，消耗了部分水，从而会有部分氯化钠晶体析出 （2分）
（2）甲：托盘天平、药匙、滤纸（共2分，少一个扣0.5分） 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C，减小实验误差 （2分）
乙：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、1000mL 的容量瓶（2分） 碱 （1分）
丙：（共8分，每空2分）
（2）甲：托盘天平、药匙、滤纸（共2分，少一个扣0.5分） 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C，减小实验误差 （2分）
乙：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、1000mL 的容量瓶（2分） 碱 （1分）
丙：（共8分，每空2分）
| 计算样品中碳酸钠的质量分数 | 实验失败的主要原因及对结果的影响 |
| 84.8% | 反应生成的CO2部分残留在瓶A中，没有被完全吸收，结果偏小 |
| 95.4% | |
| 95.4% | |
（1）因NaCl形成饱和溶液，析出NaCl晶体应该与溶剂H2O减少有关，当饱和NaCl溶液中通入NH3、CO2发生反应时，由于要消耗H2O，引起少量NaCl晶体析出从而混入NaHCO3中，当加热NaHCO3时，NaCl不会消失而形成杂质。
（2）根据甲测定原理，样品中的Na2CO3与盐酸反应产生CO2、H2O，根据装置C中质量增加得出CO2质量，从而得到Na2CO3质量，继而得到Na2CO3质量分数，但由于空气中中的CO2、H2O会进入装置C中引起误差，利用装置D可阻止空气的CO2、H2O进入装置C而减少实验误差。根据乙方案测定原理，是利用中和滴定原理来测定Na2CO3含量的，准确称取样品后，需用1000mL 容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管仪器将样品配制成溶液。由于样品溶液呈碱性，所以需用碱式滴定管来盛装。丙方案是根据样品中的Na2CO3与盐酸充分反后残留固体的质量来确定Na2CO3含量。甲方案中碱石灰吸收的CO2质量为3.52g，可得Na2CO3质量为＝0.08mol×106g/mol＝8.48g，Na2CO3质量分数＝84.8%<92%，测定结果偏低，说明装置中的CO2没有被碱石灰完全吸收。乙方案中，n(Na2CO3)＝
＝0.09mol，Na2CO3的质量＝0.09mol×106g/mol＝9.54g，质量分数为9.54%，92%<9.54%<96%，符合误差范围。丙方案中，设10.00g 样品中含有Na2CO3的质量为x g，根据反应：Na2CO3＋ 2HCl ＝2NaCl + CO2↑ + H2O，最后得到NaCl的质量＝
，则有：10.00－x ＋
＝10.99，解得x＝9.54g，Na2CO3质量分数为9.54%，92%<9.54%<96%，符合误差范围。
（2）根据甲测定原理，样品中的Na2CO3与盐酸反应产生CO2、H2O，根据装置C中质量增加得出CO2质量，从而得到Na2CO3质量，继而得到Na2CO3质量分数，但由于空气中中的CO2、H2O会进入装置C中引起误差，利用装置D可阻止空气的CO2、H2O进入装置C而减少实验误差。根据乙方案测定原理，是利用中和滴定原理来测定Na2CO3含量的，准确称取样品后，需用1000mL 容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管仪器将样品配制成溶液。由于样品溶液呈碱性，所以需用碱式滴定管来盛装。丙方案是根据样品中的Na2CO3与盐酸充分反后残留固体的质量来确定Na2CO3含量。甲方案中碱石灰吸收的CO2质量为3.52g，可得Na2CO3质量为＝0.08mol×106g/mol＝8.48g，Na2CO3质量分数＝84.8%<92%，测定结果偏低，说明装置中的CO2没有被碱石灰完全吸收。乙方案中，n(Na2CO3)＝
＝0.09mol，Na2CO3的质量＝0.09mol×106g/mol＝9.54g，质量分数为9.54%，92%<9.54%<96%，符合误差范围。丙方案中，设10.00g 样品中含有Na2CO3的质量为x g，根据反应：Na2CO3＋ 2HCl ＝2NaCl + CO2↑ + H2O，最后得到NaCl的质量＝，则有：10.00－x ＋＝10.99，解得x＝9.54g，Na2CO3质量分数为9.54%，92%<9.54%<96%，符合误差范围。
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