Question

11．某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数）．
（一）甲组同学设计如图1所示实验：

【实验步骤】
  ①组装好如图仪器，并检查装置的气密性；
②称取13.0g样品放入锥形瓶中，加入少量蒸馏水溶解，并在其他装置中加入相应的药品；
③称量装置C的质量；
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再产生气泡为止；
⑤再次称量装置C的总质量；
⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数．
【实验分析】
（1）A装置中反应的化学方程式为Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B装置的作用是吸收水蒸气．
（3）如果没有B装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大（填偏大、偏小、不变）；
（4）小明提出能否用盐酸代替硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是盐酸易挥发出氯化氢气体．
（5）称得纯碱样品的质量为13.0g，实验前、后C装置（包含药品）的质量分别为61.2g和65.6g，则该纯碱样品的纯度为81.5%（精确到0.1%）．
（二）乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数，设计了如下实验：

（1）判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是B，然后观察现象判断．
A．静置混合物X，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则氯化钡已经过量；
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量．
（2）判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加C，然后观察现象判断．
A．氯化钡溶液       B．稀硫酸       C．硝酸银溶液        D．稀盐酸
（3）根据实验数据，乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为88.3%（写出具体计算过程，结果精确到0.1%）．
【实验反思】
为了克服图1装置的不足，有同学提出把A装置作如图2的改进（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图2装置分两次缓缓鼓入空气．反应后，用图2装置鼓入空气的作用是使反应生成的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收．

Answer 1

分析 （一）碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳；
浓硫酸具有吸水性，能够吸收水蒸气，干燥某些气体；
盐酸易挥发，使用盐酸过程中容易挥发出氯化氢气体；
氢氧化钠能够吸收二氧化碳，反应前后C装置的质量差即为反应生成二氧化碳的质量；
（二）氯化钡能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡和盐酸；
氯离子能和银离子结合成白色沉淀氯化银；
碳酸钠能和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，根据沉淀碳酸钡的质量和反应的化学方程式可以计算碳酸钠的质量，进一步可以计算碳酸钠的质量分数．

解答 解：（一）（1）A装置中，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
故填：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B装置的作用是吸收水蒸气，以免对计算二氧化碳质量产生干扰．
故填：吸收水蒸气．
（3）如果没有B装置，则水蒸气被氢氧化钠吸收，导致计算的二氧化碳质量偏大，进一步导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏大．
故填：偏大．
（4）不能用盐酸代替硫酸，这是因为盐酸易挥发出氯化氢气体，氯化氢气体能被氢氧化钠吸收，会导致测定结果偏大．
故填：盐酸易挥发出氯化氢气体．
（5）解：设碳酸钠质量为x，
反应生成二氧化碳质量为：65.6g-61.2g=4.4g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                                          44
x                                             4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$，
x=10.6g，
则该纯碱样品的纯度为：$\frac{10.6g}{13.0g}$×100%=81.5%，
故填：81.5．
（二）（1）判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是：向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成，说明混合物X中含有氯化钡，进一步说明氯化钡已经过量．
故填：B．
（2）判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加硝酸银溶液，如果不产生白色沉淀，说明洗出液中不含有氯离子，进一步说明滤渣洗涤干净，如果产生白色沉淀，说明洗出液中含有氯离子，进一步说明滤渣没有洗涤干净．
故填：C．
（3）解：设碳酸钠质量为y，
Na₂CO₃+BaCl₂═BaCO₃↓+2NaCl，
106                    197
 y                     9.85g
$\frac{106}{y}$=$\frac{197}{9.85g}$，
y=5.3g，
样品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{5.3g}{6.0g}$×100%=88.3%，
故填：88.3．
【实验反思】
反应后，用图2装置鼓入空气的作用是使反应生成的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收，使测定结果更准确．
故填：使反应生成的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．