题目内容
某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na2CO3）样品（只含NaCl杂质）中Na2CO3质量分数的实验方案．请回答下列问题：
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法．
【原理思路】利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量，从而计算碳酸钠的质量分数．（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如图1的实验装置．
①实验装置乙中盛放的试剂为 ，其作用是 ；装置丁中碱石灰的作用是 ．（填字母）
A．吸收Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数 （填写“偏高”“偏低”或“不变”）．
③小明同学认为小科的方案存在问题，即使操作规范下也会造成结果偏低，你认为他的理由是 ，应该将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是 ，其中NaOH溶液的作用是 ．
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl2溶液充分反应．证明CaCl2过量（即Na2CO3已完全反应）的方法是：静置，向上层清液中滴加 溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl2过量；
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，操作X的名称是 ，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数 （填写“偏高”“偏低”或“不变”）．
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为 ．
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法．
【原理思路】利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量，从而计算碳酸钠的质量分数．（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如图1的实验装置．
①实验装置乙中盛放的试剂为
A．吸收Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数
③小明同学认为小科的方案存在问题，即使操作规范下也会造成结果偏低，你认为他的理由是
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl2溶液充分反应．证明CaCl2过量（即Na2CO3已完全反应）的方法是：静置，向上层清液中滴加
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，操作X的名称是
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为
考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算
专题：科学探究
分析：为了测定纯碱（Na2CO3）样品（只含NaCl杂质）中Na2CO3质量分数：
（1）气体法．
利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量，从而计算碳酸钠的质量分数．根据如图1的实验装置．推测实验装置乙中盛放的试剂和作用；掌握装置丁中碱石灰的作用；注意用氢氧化钠溶液吸收原烧瓶中空气中的CO2．
（2）沉淀法．
利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
根据沉淀的质量，求碳酸根的质量，从而求通过提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数．
（1）气体法．
利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量，从而计算碳酸钠的质量分数．根据如图1的实验装置．推测实验装置乙中盛放的试剂和作用；掌握装置丁中碱石灰的作用；注意用氢氧化钠溶液吸收原烧瓶中空气中的CO2．
（2）沉淀法．
利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
根据沉淀的质量，求碳酸根的质量，从而求通过提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数．
解答：解：为了测定纯碱（Na2CO3）样品（只含NaCl杂质）中Na2CO3质量分数：
（1）气体法．
【实验分析】根据图1的实验装置．则可推测：
①实验装置乙中盛放的试剂为浓硫酸（或浓H2SO4），其作用是吸收水蒸气（或干燥CO2）；装置丁中碱石灰的作用是防止外界空气中二氧化碳进入丙中，对实验结果造成干扰．
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，因为碳酸根不能充分与稀硫酸反应，则会导致测得样品中碳酸钠的质量分数偏低．
③如果有CO2残留在烧瓶内，也会造成结果偏低，故应该将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是将残留的CO2全部鼓入到并装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2．
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl2溶液充分反应．证明CaCl2过量（即Na2CO3已完全反应）的方法是：静置，向上层清液中滴加CaCl2溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl2过量；
③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，如果缺少洗涤会造成碳酸钠质量分数偏高．
④设样品中碳酸钠的质量为x
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.0g
则
=
，解得x=10.6g
所以样品中碳酸钠的质量分数：
×100%=96.4%
故答案为：
（1）①浓硫酸（或浓H2SO4）；吸收水蒸气（或干燥CO2）；B；②偏低；③有CO2残留在烧瓶内；将残留的CO2全部鼓入到并装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收；吸收空气中的CO2
（2）②CaCl2；③洗涤；偏高；④96.4%
（1）气体法．
【实验分析】根据图1的实验装置．则可推测：
①实验装置乙中盛放的试剂为浓硫酸（或浓H2SO4），其作用是吸收水蒸气（或干燥CO2）；装置丁中碱石灰的作用是防止外界空气中二氧化碳进入丙中，对实验结果造成干扰．
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，因为碳酸根不能充分与稀硫酸反应，则会导致测得样品中碳酸钠的质量分数偏低．
③如果有CO2残留在烧瓶内，也会造成结果偏低，故应该将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是将残留的CO2全部鼓入到并装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收，其中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2．
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数．
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl2溶液充分反应．证明CaCl2过量（即Na2CO3已完全反应）的方法是：静置，向上层清液中滴加CaCl2溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl2过量；
③过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，如果缺少洗涤会造成碳酸钠质量分数偏高．
④设样品中碳酸钠的质量为x
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106 100
x 10.0g
则
| 106 |
| x |
| 100 |
| 10.0g |
所以样品中碳酸钠的质量分数：
| 10.6g |
| 11.0g |
故答案为：
（1）①浓硫酸（或浓H2SO4）；吸收水蒸气（或干燥CO2）；B；②偏低；③有CO2残留在烧瓶内；将残留的CO2全部鼓入到并装置中，使其完全被氢氧化钠溶液吸收；吸收空气中的CO2
（2）②CaCl2；③洗涤；偏高；④96.4%
点评：此题考查测定纯碱（Na2CO3）样品（只含NaCl杂质）中Na2CO3质量分数的实验方案的探究方法，涉及知识面丰富，综合性强，实属一道培养学生能力的好题．
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