Question

11．日本311大地震后灾区为预防传染病的常用方法是消毒，常见的碱类物质、甲醛等都有较好的杀死病毒的作用．其中NaOH溶液因消毒效果好且廉价易得被广泛使用，从而使工业烧碱用量增加．但工业烧碱中含有杂质碳酸钠，为了测定氢氧化钠的质量分数，某工厂甲、乙两实验员分别设计了实验方案：
甲的方案是：
准确称量一定质量的烧碱样品（记为m₁）于烧杯中加蒸馏水溶解，再加入过量氯化钡溶液至沉淀完全，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到的沉淀（记为m₂）．
（1）此反应的方程式为：BaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+BaCO₃↓，用上述字母表示此烧碱样品中氢氧化钠的质量分数$\frac{19700m1-10600m2}{197m1}$%；
（2）若该工业烧碱中氢氧化钠的质量分数为80%，某养殖户需配制2000g2%的氢氧化钠溶液对禽舍进行杀菌消毒，需要这种工业烧碱50g．
乙的方案如下图所示：

（1）根据乙的实验装置图分析，浓硫酸的作用是吸水，碱石灰的作用是吸收二氧化碳．
（2）小明认为按照乙的方案进行测定，会导致不可避免的误差，例如：装置内空气中的CO₂没有排出；反应产生的CO₂未被完全吸收等．该设计中还有一个因素也会导致不可避免的误差，你认为是下列因素中的（填序号）③．
①装置的气密性不好 ②加入的稀硫酸量不足 ③干燥管与空气直接相通．

Answer 1

分析 甲的方案：
（1）依据氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠书写方程式，此烧碱样品中碳酸钠的质量可根据碳酸钡的质量m₂来求出，从而求出此烧碱样品中氢氧化钠的质量分数．
（2）根据加水稀释前后溶液中溶质质量不变，计算加水稀释所需要浓溶液的质量．
乙的方案：
（1）根据物质的性质及连接方式，分析装置图中浓硫酸和碱石灰的作用；
（2）根据物质的性质及连接方式，对装置产生的误差进行分析．

解答 解：甲的方案：
（1）依据氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠书写方程式为：BaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+BaCO₃↓，
设碳酸钠的质量为x
BaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+BaCO₃↓，
       106         197
        x          m₂
$\frac{106}{197}$=$\frac{x}{m2}$

x=$\frac{106m2}{197}$
那么此烧碱样品中氢氧化钠的质量是：m₁-x=$\frac{197m1-106m2}{197}$

此烧碱样品中氢氧化钠的质量分数=$\frac{197m1-106m2}{197m1}$×100%=$\frac{19700m1-10600m2}{197m1}$%；
（2）设需要这种工业烧碱的质量为x
x•80%=2000g×2%
解得：x=50g
乙的方案：
（1）浓硫酸有吸水性，在装置中放置于碱石灰前，防止混在气体中的水分对测定气体二氧化碳产生影响；碱石灰可吸收二氧化碳，因此装置中的碱石灰用来吸收反应产生的二氧化碳；
（2）由于装置中不可避免地会存在二氧化碳的残留，因此该装置存在测定不精确的不可避免的误差；而且碱石灰与大气相通，空气中的二氧化碳也会与碱石灰发生反应，从而造成测定误差，此误差因装置关系而无法避免，分析所给的选项可以知道选项③符合刚才的分析，故选③；
故本题答案为：甲的方案：
（1）BaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+BaCO₃↓；$\frac{19700m1-10600m2}{197m1}$%；
（2）50；
乙的方案：
（1）吸水；吸收反应产生的二氧化碳；
（2）③．

点评 在解此类题时，首先弄懂题意，从大量的叙述中找出有用的，此类题的起点高，但是落点低，答案大都是平时学过的，难度不大．