题目内容
“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开展测定某纯碱样品中Na2CO3的质量分数．
[方案一]沉淀分析法 （如图甲所示）
则：
（1）“操作1”的名称是 ．
（2）溶液M中含有的阳离子有 ．
（3）确定CaCl2溶液是否过量的方法是 ．
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，导致Na2CO3的质量分数 （填偏大、偏小或不变）．
（5）计算出Na2CO3的质量分数为 （用字母m、n的代数式表示）．
[方案二]气体分析法
资料：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
（1）第一小组同学用图乙1装置：用 （填“稀盐酸”或“稀硫酸”）与样品反应，通过称量干燥管反应前后的质量来测定CO2质量．写出产生CO2化学方程式： ．
实验结束发现测定结果偏小，则可能的原因是 ．
（2）第二小组同学用图乙2所示装置实验，测定产生的CO2气体的体积．其中仪器a的名称是 ，请指出使用该装置后可能引起测定结果偏大的两个原因 、 ．
（3）第三小组同学用图乙3装置进行实验：检查装置的气密性后，在烧瓶中加入样品，通过注射器向烧瓶中加入稀硫酸．
①请写出检查装置B的气密性的方法 ．
②在水面上放一层植物油的目的是 ，植物油上方原有空气对实验
结果 （填“有”或“没有”）影响．
③实验结束后读取量气管中液面数字时需进行的操作是 ．
④计算Na2CO3质量分数需要测定的数据有 ．（填字母序号）
A．加入稀硫酸的体积 B．样品的质量 C．反应的时间 D．量气管反应前后的读数
⑤若样品质量为1.5g，反应前量气管读数为10mL，反应后量气管读数为254mL，加入稀硫酸的体积为20mL，试计算：反应产生CO2体积为 ；样品中Na2CO3的质量分数为 （已知标准状况下22.4L CO2的质量等于44g）．（写出计算过程）
[方案一]沉淀分析法 （如图甲所示）
则：
（1）“操作1”的名称是
（2）溶液M中含有的阳离子有
（3）确定CaCl2溶液是否过量的方法是
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，导致Na2CO3的质量分数
（5）计算出Na2CO3的质量分数为
[方案二]气体分析法
资料：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
（1）第一小组同学用图乙1装置：用
实验结束发现测定结果偏小，则可能的原因是
（2）第二小组同学用图乙2所示装置实验，测定产生的CO2气体的体积．其中仪器a的名称是
（3）第三小组同学用图乙3装置进行实验：检查装置的气密性后，在烧瓶中加入样品，通过注射器向烧瓶中加入稀硫酸．
①请写出检查装置B的气密性的方法
②在水面上放一层植物油的目的是
结果
③实验结束后读取量气管中液面数字时需进行的操作是
④计算Na2CO3质量分数需要测定的数据有
A．加入稀硫酸的体积 B．样品的质量 C．反应的时间 D．量气管反应前后的读数
⑤若样品质量为1.5g，反应前量气管读数为10mL，反应后量气管读数为254mL，加入稀硫酸的体积为20mL，试计算：反应产生CO2体积为
考点：实验探究物质的组成成分以及含量,量气装置,过滤的原理、方法及其应用,检查装置的气密性,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：【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）若CaCl2不过量，则会有Na2CO3剩余，再加入CaCl2后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量；
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大；
（5）根据碳酸钠和氯化钙反应的化学方程式结合生成的碳酸钙的质量列比例方程计算即可；
【方案二】（1）从稀盐酸能挥发出少量的氯化氢气体，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水和二氧化碳，由于装置内还有一定量的二氧化碳气体没有被碱石灰吸收，去分析；
（2）从仪器的图及用途；由于浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳会使测得二氧化碳的体积增大，加入的浓盐酸增大了体积，也导致是二氧化碳的体积增大去分析；
（3）①从检查装置B的气密性的方法去分析；
②从防止二氧化碳能溶于水且和水反应去分析；
③从气体的体积受压强的影响较大去分析；
④从计算Na2CO3质量分数需要测出样品的质量，通过量气管反应前后的读数，确定生成二氧化碳的体积，求出碳酸钠的质量，由于加入稀硫酸也占有一定的体积，所以要从量气管的读数中减去去分析；
⑤从生成二氧化碳的体积为：254mL-20mL-10mL=224mL；根据二氧化碳的质量，利用化学方程式的计算求出碳酸钠的质量分数．
（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）若CaCl2不过量，则会有Na2CO3剩余，再加入CaCl2后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量；
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大；
（5）根据碳酸钠和氯化钙反应的化学方程式结合生成的碳酸钙的质量列比例方程计算即可；
【方案二】（1）从稀盐酸能挥发出少量的氯化氢气体，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水和二氧化碳，由于装置内还有一定量的二氧化碳气体没有被碱石灰吸收，去分析；
（2）从仪器的图及用途；由于浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳会使测得二氧化碳的体积增大，加入的浓盐酸增大了体积，也导致是二氧化碳的体积增大去分析；
（3）①从检查装置B的气密性的方法去分析；
②从防止二氧化碳能溶于水且和水反应去分析；
③从气体的体积受压强的影响较大去分析；
④从计算Na2CO3质量分数需要测出样品的质量，通过量气管反应前后的读数，确定生成二氧化碳的体积，求出碳酸钠的质量，由于加入稀硫酸也占有一定的体积，所以要从量气管的读数中减去去分析；
⑤从生成二氧化碳的体积为：254mL-20mL-10mL=224mL；根据二氧化碳的质量，利用化学方程式的计算求出碳酸钠的质量分数．
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CaCl2不过量，则会有Na2CO3剩余，再加入CaCl2后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量；故答案为：静置混合物，向上层清液中再滴加CaCl2溶液，如果无沉淀，则过量；
（4）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；故答案为：偏大；
（5）设样品中Na2CO3的质量分数为x，则
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106 100
mgx ng
=
解得x=
，故答案为：
；
【方案二】（1）由于稀盐酸能挥发出少量的氯化氢气体，会使测得的数据偏大，所以选择稀硫酸；碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水和二氧化碳，其反应的化学方程式为：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；由于装置内还有一定量的二氧化碳气体没有被碱石灰吸收，会使测得二氧化碳的质量偏小，导致计算出碳酸钠的质量偏小；故答案为：稀硫酸 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 装置内的残留二氧化碳没有被吸收；
（2）由仪器的图及用途可知仪器为：分液漏斗；由于浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳会使测得二氧化碳的体积增大，导致测得的结果偏大；由于加入的浓盐酸增大了体积，也导致是二氧化碳的体积增大，导致测得的结果偏大；故答案为：浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳 加入的浓盐酸增大了体积；
（3）①检查装置B的气密性的方法：向量气管内加水，调整左右两边液面相平，用止水夹夹住AB之间胶皮管，继续向量气管内加水，量气管内形成一段高于左边液面的水柱；故答案为：向量气管内加水，调整左右两边液面相平，用止水夹夹住AB之间胶皮管，继续向量气管内加水，量气管内形成一段高于左边液面的水柱；
②为防止二氧化碳能溶于水且和水反应，所以在水面上放一层植物油；由于通过量气管内水的体积确定生成二氧化碳的体积，只有产生了二氧化碳气体右侧液面才会上升，所以植物油上方的空气对结果没有影响；故答案为：防止二氧化碳能溶于水且和水反应 没有；
③由于气体的体积受压强的影响较大，所以读数时调整量气管，使左右液面相平以保证反应前后装置AB内存在气体体积相同；故答案为：调整量气管，使左右液面相平；
④计算Na2CO3质量分数需要测出样品的质量，通过量气管反应前后的读数，确定生成二氧化碳的体积，求出碳酸钠的质量，由于加入稀硫酸也占有一定的体积，所以要从量气管的读数中减去；故答案为：ABD；
⑤由于反应前量气管读数为10mL，反应后量气管读数为254mL，加入稀硫酸的体积为20mL，所以生成二氧化碳的体积为：254mL-20mL-10mL=224mL；所以二氧化碳的质量为：
×44g=0.44g；
设样品中碳酸钠的质量分数为X
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
1.5gx 0.44g
=
解之得：X=70.7%
故答案为：22.4mL 70.7%
（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CaCl2不过量，则会有Na2CO3剩余，再加入CaCl2后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量；故答案为：静置混合物，向上层清液中再滴加CaCl2溶液，如果无沉淀，则过量；
（4）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；故答案为：偏大；
（5）设样品中Na2CO3的质量分数为x，则
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106 100
mgx ng
| 106 |
| 100 |
| mgx |
| ng |
解得x=
| 53n |
| 50m |
| 53n |
| 50m |
【方案二】（1）由于稀盐酸能挥发出少量的氯化氢气体，会使测得的数据偏大，所以选择稀硫酸；碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水和二氧化碳，其反应的化学方程式为：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；由于装置内还有一定量的二氧化碳气体没有被碱石灰吸收，会使测得二氧化碳的质量偏小，导致计算出碳酸钠的质量偏小；故答案为：稀硫酸 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 装置内的残留二氧化碳没有被吸收；
（2）由仪器的图及用途可知仪器为：分液漏斗；由于浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳会使测得二氧化碳的体积增大，导致测得的结果偏大；由于加入的浓盐酸增大了体积，也导致是二氧化碳的体积增大，导致测得的结果偏大；故答案为：浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳 加入的浓盐酸增大了体积；
（3）①检查装置B的气密性的方法：向量气管内加水，调整左右两边液面相平，用止水夹夹住AB之间胶皮管，继续向量气管内加水，量气管内形成一段高于左边液面的水柱；故答案为：向量气管内加水，调整左右两边液面相平，用止水夹夹住AB之间胶皮管，继续向量气管内加水，量气管内形成一段高于左边液面的水柱；
②为防止二氧化碳能溶于水且和水反应，所以在水面上放一层植物油；由于通过量气管内水的体积确定生成二氧化碳的体积，只有产生了二氧化碳气体右侧液面才会上升，所以植物油上方的空气对结果没有影响；故答案为：防止二氧化碳能溶于水且和水反应 没有；
③由于气体的体积受压强的影响较大，所以读数时调整量气管，使左右液面相平以保证反应前后装置AB内存在气体体积相同；故答案为：调整量气管，使左右液面相平；
④计算Na2CO3质量分数需要测出样品的质量，通过量气管反应前后的读数，确定生成二氧化碳的体积，求出碳酸钠的质量，由于加入稀硫酸也占有一定的体积，所以要从量气管的读数中减去；故答案为：ABD；
⑤由于反应前量气管读数为10mL，反应后量气管读数为254mL，加入稀硫酸的体积为20mL，所以生成二氧化碳的体积为：254mL-20mL-10mL=224mL；所以二氧化碳的质量为：
| 0.224L |
| 22.4L |
设样品中碳酸钠的质量分数为X
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
1.5gx 0.44g
| 106 |
| 44 |
| 1.5gx |
| 0.44g |
解之得：X=70.7%
故答案为：22.4mL 70.7%
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．
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称取NaCl和BaCl2的固体混合物32.5g，加入100g蒸馏水，完全溶解后向该混合溶液中逐滴加入质量分数为10%的Na2SO4溶液，反应生成BaSO4沉淀的质量与所加入的Na2SO4溶液的质量关系如图所示．试回答下列问题：（提示：BaCl2+Na2SO4═BaSO4+↓+2NaCl）
装置四
A、B、C三种物质的溶解度曲线如图所示．