Question

某小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数，甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验．
方案Ⅰ．甲组同学用沉淀分析法，按如图所示的实验流程进行实验：[已知Ba（HCO₃）₂可溶于水]

（1）实验时，过滤操作中，除了玻璃棒、漏斗外，还要用到的玻璃仪器为

 

．
（2）洗涤沉淀B的操作是

 

．
（3）若实验中测得样品质量为m g，沉淀质量为n g，则碳酸钠的质量分数为

 

．
方案Ⅱ．乙组同学的主要实验流程图如下：

按如图1所示装置进行实验：

（4）该实验中装置B盛放的物质是

 

，分液漏斗中

 

（填“能”或“不能”）用盐酸代替稀硫酸进行实验．
（5）在C中装碱石灰来吸收净化后的气体．
①样品中碳酸钠的质量分数越大，则实验中干燥管C在充分吸收气体前后的质量差

 

．（填“越大”、“越小”或“不变化”）
②D装置的作用是

 

．
（6）有同学认为为了减少实验误差，在反应前后都要通入N₂（如图2），反应后通入N₂的目的是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,钠的重要化合物

专题：实验探究和数据处理题

分析：方案Ⅰ、样品溶液后加入氯化钡，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，碳酸氢钠与氯化钡不反应，过滤、干燥得到碳酸钡沉淀，通过碳酸钡沉淀可求出碳酸钠的物质的量，进而求得碳酸钠的质量分数．
（1）根据过滤操作分析所需仪器；
（2）根据洗涤沉淀的操作回答；
（3）沉淀n为碳酸钡，根据碳守恒，碳酸钠的物质的量和碳酸钡相等，进而计算质量分数；
方案Ⅱ、碳酸钠和碳酸氢钠与稀硫酸反应生成二氧化碳，把除去水蒸气的二氧化碳被碱石灰吸收，通过碱石灰的增重求得二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量和样品质量求得碳酸钠的物质的量，进而求得质量分数．
（4）装置B的作用是把气体中的水蒸气除去；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸，盐酸易挥发；
（5）①等质量碳酸钠和碳酸氢钠与硫酸反应，碳酸氢钠产生二氧化碳多；
②空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收；
（6）该方案关键是要获得产生的CO₂的质量，故应保证产生的二氧化碳完全被吸收，而空气中二氧化碳不能被吸收．

解答： 解：（1）用漏斗制作过滤器，过滤时用玻璃棒引流，用烧杯盛滤液，故答案为：烧杯；
（2）洗涤沉淀的操作是在过滤器中加水浸没沉淀使水自然留下，重复操作2-3次，
故答案为：用玻璃棒引流，注入蒸馏水，直至刚好没过沉淀，待水从漏斗底部自然流完后，重复上述操作2-3次；
（3）沉淀n为碳酸钡，物质的量

ng

197g/mol

=

n

197

mol，根据碳守恒，碳酸钠的物质的量和碳酸钡相等，故碳酸钠的物质的量为：

n

197

mol，碳酸钠的质量分数为：

n 197 mol×106g/mol

mg

×100%=

106n

197m

×100%，故答案为：

106n

197m

×100%；
Ⅱ、（4）装置B的作用是把气体中的水蒸气除去，故用浓硫酸来除去水蒸气；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸，盐酸易挥发，这样制得二氧化碳气体中含氯化氢，浓硫酸不能吸收氯化氢，则氯化氢被碱石灰吸收，导致测到二氧化碳质量偏高，等质量碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠产生二氧化碳多，则会导致碳酸氢钠偏多，碳酸钠偏小；故答案为：浓硫酸；不能；
（5）①等质量碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠产生二氧化碳多，故若样品中碳酸钠的质量分数越大，则产生二氧化碳越少，则实验中干燥管C在充分吸收气体前后的质量差就越小；故答案为：越小；
②空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收，故D的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保C装置中质量增加量的准确性；
故答案为：吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，以确保C装置中质量增加量的准确性；
（6）该方案关键是要获得产生的CO₂的质量，实验前容器内含有空气，空气中含有二氧化碳，会影响生成的二氧化碳的量，反应后装置中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差，所以反应前后都要通入N₂，反应后通入N₂的目的是：排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被C装置中碱石灰吸收，故答案为：排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被C装置中碱石灰吸收．

点评：本题考查了物质性质的探究和组成分析判断，主要是实验过程的分析，掌握基本操作和测定原理是解题关键，题目难度中等．