Question

碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关．工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na₂CO₃的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案．请回答下列有关问题：

方案一：沉淀分析法
（1）把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl₂溶液，将所得沉淀

 

（填操作）、洗涤、烘干、称量，判断沉淀已洗涤干净的操作是

 

．
方案二：气体分析法
（2）把一定量的样品与足量盐酸反应后，用下图所示装置测定产生CO₂的体积，为了确保测定结果的准确性，B中的溶液最好采用

 

装置A中发生反应的离子方程式为

 

方案三：质量差分析法
（3）把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应，采用下图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量，利用其质量差求算样品的纯度．
该实验的操作步骤有：
①取ng样品装入广口瓶中，打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，
②关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，质量为mg，
③缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止，
④打开止水夹缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为wg
Ⅰ、装置组装完成后，进行步骤①前还必要进行的操作为

 

Ⅱ、装置B的作用是

 

若去掉装置A，测定结果

 

Ⅲ、根据上述数据可以计算出样品中Na₂CO₃的质量分数为

 

（用字母表示）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）测定样品中Na₂CO₃的质量分数，样品溶解后加入过量的CaCl₂溶液会生成沉淀，分离方法为过滤，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，洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有氯离子设计检验；
（2）把一定量的混合物与足量盐酸反应，然后用如图装置测定产生的CO₂气体的体积，是利用排液法测定生成二氧化碳的气体体积进行计算，广口瓶中液体是饱和碳酸氢钠；装置中二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；
（3）Ⅰ、依据装置图分析气体通过需要先检查装置气密性；
Ⅱ、若去掉装置A，空气中的二氧化碳会被碱石灰吸收，测定结果偏高，装置B是吸收二氧化碳气体中的水蒸气；
Ⅲ、称取n g样品装入广口瓶中，打并止水夹，缓慢鼓入空气数分钟用来赶净装置中的空气，关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，质量为m g，缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止，打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收，再称量干燥管质量为w g计算；

解答： 解：（1）测定样品中Na₂CO₃的质量分数，样品溶解后加入过量的CaCl₂溶液会生成沉淀，分离方法为过滤，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，取最后一次洗涤液，滴入硝酸银溶液物白色沉淀生成证明沉淀已洗涤干净；
故答案为：过滤，取最后一次洗涤液，滴入硝酸银溶液物白色沉淀生成证明沉淀已洗涤干净；
（2）利用测定反应生成的二氧化碳气体体积的方法测定，在碳酸氢钠溶液中二氧化碳不反应，溶解度减小，利用装置图排饱和碳酸氢钠溶液测定二氧化碳气体的体积，装置A中发生反应的离子方程式为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）Ⅰ、依据装置图分析，结合操作顺序中的给定步骤位置，装置组装完成后，进行步骤①前还必要进行的操作为：先检查装置气密性；
故答案为：检查装置气密性；
Ⅱ、装置B的作用是气体中的水蒸气被除去；若去掉装置A，空气中的二氧化碳会被碱石灰吸收，测定结果偏高；
故答案为：偏大；除去二氧化碳气体中混有的水蒸气；
Ⅲ、①取ng样品装入广口瓶中，打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，
②关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，质量为mg，
③缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止，
④打开止水夹缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为wg
样品中Na₂CO₃的质量分数=

w-m 44 ×106

n

×100%=

53(w-m)

22n

×100%；
故答案为：

53(w-m)

22n

×100%；

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，掌握基本操作时解题关键，题目难度中等．