Question

15．“侯氏制碱法”制得的纯碱（Na₂CO₃）中常含有少量氯化钠，某化学兴趣小组的同学拟测定某纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数．

【方案一】沉淀分析法（如图1所示）则：
（1）“操作Ⅰ”的名称是过滤．
（2）溶液M中含有的阳离子有钠离子和钙离子．
（3）确定CaCl₂溶液是否过量的方法是B．
A．向溶液M中滴加碳酸钠溶液，如果无沉淀，则过量
B．向溶液M中滴加碳酸钠溶液，如果有沉淀，则过量
（4）若图1中样品的质量为12g，得到沉淀为10g，则样品中Na₂CO₃质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留至0.1%）Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓
（5）若沉淀A没有洗涤烘干，导致Na₂CO₃的质量分数偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．判断沉淀A洗净的方法是：取最后一次洗涤所得滤液，滴加AgNO₃溶液，若无（填“有”或“无”）白色沉淀，则洗涤干净．
【方案二】气体分析法（如图2所示）
（1）A装置中反应的化学方程式为Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，盛稀硫酸的仪器名称为分液漏斗．
（2）B装置的作用是除去水蒸气；C装置中反应的化学方程式为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
（3）通过称量C装置在反应前后的质量，即可求得产生二氧化碳的质量．
（4）理论上方法二比方案一会产生较大的误差，原因是装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置（回答一点）．

Answer 1

分析 方案一：（1）操作1中加入过量氯化钙的目的是把碳酸钠充分反应，然后经过过滤操作把固体和液体分离；
（2）样品中的氯化钠和氯化钙不反应，由于氯化钙过量，因此碳酸钠完全反应，且生成了氯化钠，因此溶液M中含有的阳离子有钠离子和钙离子；
（3）氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀；
（4）根据化学方程式进行分析计算；
（5）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大；若沉淀A洗净不干净，则所得滤液中含有银离子，可通过滴加AgNO₃溶液观察是否有沉淀的方法判断；
方案二：
（1）根据化学方程式的书写和仪器的名称进行分析．
（2）根据浓硫酸的吸水性和化学方程式的书写方法进行分析．
（3）通过称量C装置在反应前后的质量，即可求得产生二氧化碳的质量．
（4）【方法二】中装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置．

解答 解：方案一：
（1）“操作Ⅰ”的名称是过滤．
故答案为：过滤；
（2）样品中的氯化钠和氯化钙不反应，由于氯化钙过量，因此碳酸钠完全反应，且生成了氯化钠，因此溶液M中含有的阳离子有钠离子和钙离子．
故答案为：钠离子和钙离子；
（3）若氯化钙有剩余，加入碳酸钠溶液会生成碳酸钙白色沉淀，若氯化钙没有剩余，加入碳酸钠溶液无明显变化，故填：B；
（4）解：设样品中碳酸钠的质量为x，则
Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓
106                100
 x                 10g
$\frac{106}{100}=\frac{x}{10g}$
x=10.6g
样品中Na₂CO₃质量分数为$\frac{10.6g}{12g}×100%$≈88.3%        
答：样品中Na₂CO₃质量分数为88.3%；
（5）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大，碳酸钠的质量分数就偏大；判断沉淀A洗净的方法是：取最后一次洗涤所得滤液，滴加AgNO₃溶液，若无白色沉淀，则洗涤干净．
故答案为：偏大；无；
方案二：
（1）碳酸钠和稀硫酸反应的化学方程式为Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，盛稀硫酸的仪器名称为分液漏斗．
故答案为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；分液漏斗；
（2）浓硫酸具有吸水性，因此B装置的作用是除去水蒸气；二氧化碳和氢氧化钠反应的化学方程式为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故填：除去水蒸气；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）C装置在反应前后的质量差，即是产生二氧化碳的质量．
故答案为：C；
（4））【方法二】中装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置．
故答案为：装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置．

点评 本题难度太大，考查了多方面的化学知识，要想做对此题必须知识全面，再加上足够的细心和耐心才行．