Question

9．实验室有一瓶长期暴露在空气中已变质的氢氧化钠固体样品．某兴趣小组的同学对该样品的碳酸钠含量进行了探究．
【提出问题】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【查阅资料】CO₂在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解．
【实验探究】小红同学设计如图所示装置（铁架台略去），实验在27℃、101kPa下进行，步骤如下：
①按图连接好装置，并检查装置的气密性；
②用托盘天平准确称取该样品10g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞．反应结束后，量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220ml．
请回答下列问题：
（1）B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是B避免CO₂溶解在水中有损耗，导致测定结果偏低；
（2）第③步操作中加入稀硫酸已经过量的现象是不再产生气体；
（3）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为53%．（在27℃、101kPa时二氧化碳的密度为2.0g/L）（计算结果精确至1%）
（4）通过本实验测得的碳酸钠质量分数比实际值偏大的原因是读数时俯视读数，致使二氧化碳的体积偏大，会造成测得的碳酸钠质量分数比实际值偏大．（不考虑温度变化对实验的影响）

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳能溶于水分析回答；
（2）根据碳酸钠与盐酸的反应分析判断；
（3）根据生成的我二氧化碳的体积计算出质量，在求出样品中碳酸钠的质量分数；
（4）根据俯视读数，读数偏大分析回答．

解答 解：（1）B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是避免CO₂溶解在水中有损耗，导致测定结果偏低；
（2）由于碳酸钠能与盐酸反应生成了二氧化碳气体，所以第③步操作中加入稀硫酸已经过量的现象是不再产生气体；
（3）220mL二氧化碳的质量是0.44g，
设变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑    
106                   44  
x                    0.44g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{0.44g}$
  解得：x=1.06g  
所以变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 $\frac{1.06g}{2g}$×100%=53%．
（4）通过本实验测得的碳酸钠质量分数比实际值偏大的原因是读数时俯视读数，致使二氧化碳的体积偏大，会造成测得的碳酸钠质量分数比实际值偏大．
故答案为：（1）B避免CO₂溶解在水中有损耗，导致测定结果偏低；
（2）不再产生气体；
（3）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为53%；
（4）读数时俯视读数，致使二氧化碳的体积偏大，会造成测得的碳酸钠质量分数比实际值偏大．

点评 本题考查了氢氧化钠变质的检验、变质程度的测定及除杂的问题，综合性较强，难度较大，特别是语言的表达；解这类题目时，选择试剂很重要，要注意在检验和除杂的不同，在除去杂质的同时，原物质不能减少，但可以增多，且反应后不能生成新的杂质．