题目内容
为了测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物中碳酸钠的质量分数，甲、乙两位同学分别设计了如下的实验方案：（I）甲同学的方案是：将mg样品溶解，加过量氯化钡溶液，过滤、洗涤、烘干，称得固体ng．
（1）混合物中碳酸钠的质量分数为（用m、n表示）
（2）Ca2+、Ba2+都可以使CO32-沉淀完全，但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度，原因是：①
（Ⅱ）乙同学的方案如图所示：
（1）根据乙同学的实验装置图分析，在每次实验中，完成测定过程至少要进行
（2）乙同学的方案的装置中存在一定的缺陷，请你提出改进的方法（简单叙述做法，不必画图）：
考点：探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质
专题：实验题
分析：（Ⅰ）（1）混合物中碳酸钠的质量分数=
×100%，混合物的质量为mg，碳酸钠的质量可根据碳酸钡的质量ng来求出；
（2）若用氯化钙的话，反应生成的氢氧化钙微溶于水，会使沉淀的质量变大．
（Ⅱ）（1）根据乙同学是实验方案判断至少需要进行的称量操作次数；根据实验操作是否完全吸收二氧化碳、空气中二氧化碳、水对碱石灰的影响、装置气密性等方面分析；
（2）反应后的装置中会有残留的二氧化碳气体，碱石灰会吸收外面空气中的水和二氧化碳．
| 碳酸钠的质量 |
| 样品质量 |
（2）若用氯化钙的话，反应生成的氢氧化钙微溶于水，会使沉淀的质量变大．
（Ⅱ）（1）根据乙同学是实验方案判断至少需要进行的称量操作次数；根据实验操作是否完全吸收二氧化碳、空气中二氧化碳、水对碱石灰的影响、装置气密性等方面分析；
（2）反应后的装置中会有残留的二氧化碳气体，碱石灰会吸收外面空气中的水和二氧化碳．
解答：
解：（Ⅰ）（1）设碳酸钠的质量为x
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
106 197
x ng
x=
=
g，
混合物中碳酸钠的质量分数为：
×100%=
，
甲同学洗涤沉淀的具体操作是：向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，重复2-3次，
故答案为：
；向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，重复2-3次；
（2）若用氯化钙，反应生成的氢氧化钙微溶于水，会使沉淀的质量变大，且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡，会导致称量误差偏大，
故答案为：Ca（OH）2微溶于水，可能影响沉淀质量；BaCl2比CaCl2的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小；
（Ⅱ）（1）实验时要进行如下称量操作：称量烧杯质量、称量加入样品后烧杯质量、称量反应前碱石灰的质量、反应结束后称量碱石灰的质量，至少需要4次称量操作；
按照该同学的方案进行测定，结果与实际情况存在较大的误差，可能原因有：①装置中原有的CO2 也被碱石灰吸收；②反应产生的CO2 未被完全吸收；③空气中的H2O和CO2 也被碱石灰吸收；④加入的硫酸的量不足，未能将碳酸钠完全反应；⑤装置的气密性不好等，
故答案为：4；①装置中原有的空气中的二氧化碳也被碱石灰吸收；②反应产生的二氧化碳未被完全吸收（或③空气中的水和二氧化碳也被碱石灰吸收④加入的硫酸的量不足，未能将碳酸钠完全反应⑤装置的气密性不好）；
（2）该方案中没有除去装置中的空气，空气中含有二氧化碳会影响测定结果，另外反应后的装置中也有残留的二氧化碳气体；碱石灰也会吸收外面空气中的水和二氧化碳，
故答案为：在气体的发生装置前面加装通空气（经过碱液）装置；在碱石灰装置后再连接一个碱石灰装置，以防吸收空气中的水和二氧化碳．
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
106 197
x ng
x=
| 106×ng |
| 197 |
| 106n |
| 197 |
混合物中碳酸钠的质量分数为：
| ||
| mg |
| 106n |
| 197m |
甲同学洗涤沉淀的具体操作是：向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，重复2-3次，
故答案为：
| 106n |
| 197m |
（2）若用氯化钙，反应生成的氢氧化钙微溶于水，会使沉淀的质量变大，且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡，会导致称量误差偏大，
故答案为：Ca（OH）2微溶于水，可能影响沉淀质量；BaCl2比CaCl2的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小；
（Ⅱ）（1）实验时要进行如下称量操作：称量烧杯质量、称量加入样品后烧杯质量、称量反应前碱石灰的质量、反应结束后称量碱石灰的质量，至少需要4次称量操作；
按照该同学的方案进行测定，结果与实际情况存在较大的误差，可能原因有：①装置中原有的CO2 也被碱石灰吸收；②反应产生的CO2 未被完全吸收；③空气中的H2O和CO2 也被碱石灰吸收；④加入的硫酸的量不足，未能将碳酸钠完全反应；⑤装置的气密性不好等，
故答案为：4；①装置中原有的空气中的二氧化碳也被碱石灰吸收；②反应产生的二氧化碳未被完全吸收（或③空气中的水和二氧化碳也被碱石灰吸收④加入的硫酸的量不足，未能将碳酸钠完全反应⑤装置的气密性不好）；
（2）该方案中没有除去装置中的空气，空气中含有二氧化碳会影响测定结果，另外反应后的装置中也有残留的二氧化碳气体；碱石灰也会吸收外面空气中的水和二氧化碳，
故答案为：在气体的发生装置前面加装通空气（经过碱液）装置；在碱石灰装置后再连接一个碱石灰装置，以防吸收空气中的水和二氧化碳．
点评：本题考查了碳酸钠、碳酸氢钠的性质、化学实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质，明确实验方案的设计与评价方法，试题有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．
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