题目内容

12.食用碱的主要成分是Na2CO3(常含有少量的NaCl).课外探究小组为测定市售食用碱中Na2CO3的含量,设计了如下实验装置:

[设计思路]用氮气将装置A中生成的二氧化碳缓缓吹入装置C中,利用装置C的质量变化测定食用碱中Na2CO3的含量.
请结合实验装置和设计思路,回答下面问题:
①实验结束后,继续通入氮气的目的是将装置AB中的二氧化碳排入C装置,并被吸收;
②该小组的同学称取样品的质量为2.65g,把C装置中得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥后,称其质量为3.94g,请计算食用碱中碳酸钠的质量分数;(简要写出计算过程)
③若撤除装置D,试分析对实验结果的影响及原因是防止空气中二氧化碳进入C装置并被吸收,使计算结果变大.

分析 (1)碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳被C中氢氧化钡吸收,用于计算;
(2)根据生成沉淀的质量结合方程式计算碳酸钠的质量,进一步计算食用碱中碳酸钠的质量分数;
(3)根据碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气进行分析.

解答 解:(1)碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳被C中氢氧化钡吸收,用于计算,所以用氮气将装置AB中的二氧化碳排入C装置,并被吸收;故填:将装置AB中的二氧化碳排入C装置,并被吸收;
(2)根据Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑;可得关系式Na2CO3~BaCO3↓;
设食用碱中碳酸钠的质量为x
 Na2CO3~BaCO3↓;
106             197
x                 3.94g
$\frac{106}{x}=\frac{197}{3.94g}$
x=2.12g
食用碱中碳酸钠的质量分数为:$\frac{2.12g}{2.65g}×100%$=80%;
(3)碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止空气中二氧化碳进入C装置并被吸收,使计算结果变大.故填:防止空气中二氧化碳进入C装置并被吸收,使计算结果变大.

点评 本题考查学生对实验原理及装置理解、对操作的评价、物质含量的测定、化学计算等,难度中等,根据物质的化学性质,要认真分析,把握实验设计的每个步骤中的实验目的.

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