Question

5．某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数）．
（一）甲组同学设计如图甲所示实验：
【实验步骤】
①组装好如图甲仪器，并检查装置的气密性；
②称取13.0g样品放入锥形瓶中，加入少量蒸馏水溶解，并在其他装置中加入相应的药品；
③称量装置C的质量；
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再产生气泡为止；
⑤再次称量装置C 的总质量；
⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数．
【实验分析】
（1）A装置中反应的化学方程式为Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B装置的作用是除去水蒸气．
（3）如果没有B装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大．（填偏大、偏小、不变）
（4）小明提出能否用盐酸代替硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是盐酸挥发出氯化氢气体被装置C吸收，影响实验测定．
（5）称得纯碱样品的质量为13.0g，实验前、后C装置（包含药品）的质量分别为61.2g和65.6g，则该纯碱样品的纯度为81.5%（精确到0.1%）．
（二）乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数，设计了如图乙实验：
（1）判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是A，然后观察现象判断．
A．静置混合物X，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则氯化钡已经过量；
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量．
（2）判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加C，然后观察现象判断．
A．氯化钡溶液      B．稀硫酸       C．硝酸银溶液       D．稀盐酸
（3）根据实验数据，乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为88.3%（精确到0.1%）．
【实验反思】
甲乙两组同学所测该品牌中碳酸钠的质量分数，你认为乙组（填“甲”或“乙”）更准确，另一组存在较大偏差的原因可能是因甲组中生成的二氧化碳残留在锥形瓶中，未被装置C吸收，影响实验测定．

Answer 1

分析 【实验步骤】①根据实验制取气体首先要装置的气密性进行解答；
【实验分析】（1）根据碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳进行解答；
（2）根据浓硫酸具有吸水性进行解答；
（3）根据C装置中增加的质量就是生成的二氧化碳的质量，如果没有B装置，会使测得生成二氧化碳的质量增大进行解答；
（4）根据盐酸挥发出氯化氢气体被装置C吸收，影响实验测定进行解答；
（5）根据C装置前后质量增加的质量就是生成的二氧化碳的质量进行解答；
（二）（1）根据氯化钡溶液和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀进行解答；
（2）根据氯化钠和硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀进行解答；
（3）根据白色固体就是生成的碳酸钡的质量求出碳酸钠的质量即可；
【实验反思】根据因甲组中生成的二氧化碳残留在锥形瓶中，未被装置C吸收，影响实验测定进行解答．

解答 解：【实验步骤】①根据实验制取气体首先要装置的气密性；
【实验分析】（1）碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，A装置中反应的化学方程式为Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以B装置的作用是除去水蒸气；
（3）C装置中增加的质量就是生成的二氧化碳的质量，如果没有B装置，会使测得生成二氧化碳的质量增大，所以碳酸钠的质量也增多，故没有B装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大；
（4）盐酸挥发出氯化氢气体被装置C吸收，影响实验测定，所以不能用盐酸代替硫酸；
（5）设样品中碳酸钠的质量为x．
二氧化碳的质量=65.6g-61.2g=4.4g
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
106                    44
x                       4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10.6g
样品中碳酸钠的质量分数=$\frac{10.6g}{13.0g}$×100%=81.5%
答：样品中碳酸钠的质量分数为81.5%．
（二）（1）氯化钡溶液和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀，所以判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是静置混合物X，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则氯化钡已经过量；
（2）氯化钠和硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀，所以判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加硝酸银溶液；
（3）设原混合物中碳酸钠的质量是y
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
106           197     
y              9.85g
$\frac{106}{y}$=$\frac{197}{9.85g}$
y=5.3g
乙组测得样品中碳酸钠的质量分数=$\frac{5.3g}{6.0g}$×100%=88.3%
答：乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为88.3%．
白色固体就是生成的碳酸钡的质量求出碳酸钠的质量即可；
【实验反思】根据因甲组中生成的二氧化碳残留在锥形瓶中，未被装置C吸收，影响实验测定，所以甲乙两组同学所测该品牌中碳酸钠的质量分数，乙组更准确．
故答案为：
【实验步骤】①装置的气密性；
【实验分析】（1）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；（2）除去水蒸气；（3）偏大；
（4）盐酸挥发出氯化氢气体被装置C吸收，影响实验测定；（5）81.5；
（二）（1）A；（2）C；（3）88.3；
【实验反思】乙；因甲组中生成的二氧化碳残留在锥形瓶中，未被装置C吸收，影响实验测定．

点评 此题是一道实验探究综合题，充分的展示了化学知识的方方面面，该题综合性强难度较大，对训练学生良好地思维品质以及知识的严密性有较好的帮助．