Question

某純堿（Na₂CO₃）樣品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，學(xué)校化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲測(cè)定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：
（1）第一步：準(zhǔn)確稱取71.0g該樣品，并向其中加入足量的稀鹽酸，攪拌，使其充分反應(yīng)，加入鹽酸的目的是______．為保證加入鹽酸是足量的，其具體操作方法為______，涉及的化學(xué)方程式為______．
（2）第二步：向上述反應(yīng)后的混合物中加入足量BaCl₂溶液，攪拌，涉及的化學(xué)方程式為______；
（3）第三步：過(guò)濾，并將所得沉淀洗滌、烘干后稱量，質(zhì)量為23.3g．
①對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌的目的是______．
②確定沉淀已經(jīng)洗滌干凈的操作為______．
③某同學(xué)在過(guò)濾后發(fā)現(xiàn)濾液仍渾濁，原因可能是______
A、濾紙沒(méi)有緊貼漏斗內(nèi)壁　 B、濾紙破損　 C、液面高于濾紙邊緣　　 D、漏斗下端管口沒(méi)有緊貼燒杯內(nèi)壁
（4）第四步：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)計(jì)算該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．

Answer 1

解：（1）鹽酸可以和碳酸鈉反應(yīng)，然后第二步加入的氯化鋇只和硫酸鈉反應(yīng)，因此加入鹽酸可以除去碳酸鈉，防止對(duì)硫酸鈉反應(yīng)的干擾；為保證加入鹽酸是足量的，其具體操作方法為：取樣品向其中加入足量的稀鹽酸，攪拌至不在產(chǎn)生氣泡說(shuō)明碳酸鈉被完全反應(yīng)；反應(yīng)的方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
故答案為：除去碳酸鈉，防止對(duì)硫酸鈉反應(yīng)的干擾；取樣品向其中加入足量的稀鹽酸，攪拌至不在產(chǎn)生氣泡；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）氯化鋇可以和剩下的硫酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀和氯化鈉，故反應(yīng)的方程式為：Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓；
（3）①沉淀的表面可能會(huì)附著可溶性的物質(zhì)，因此對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌的目的是：防止殘留的可溶物會(huì)附著在硫酸鋇的表面，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
②若沉淀已經(jīng)洗滌干凈只含有硫酸鋇，若附著雜質(zhì)，則可能是氯化鈉、氯化鋇等含有氯離子的溶液，因此可以檢驗(yàn)是否含有氯離子，確定沉淀已經(jīng)洗滌干凈的操作為：將沉淀放在水中，在向其中滴加適量的硝酸銀溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明洗滌干凈；
③A、濾紙沒(méi)有緊貼漏斗內(nèi)壁，會(huì)影響過(guò)濾的速率，而不會(huì)使濾液渾濁，故錯(cuò)誤；
B、濾紙破損，會(huì)使雜質(zhì)得不到過(guò)濾，使濾液渾濁，故正確；
C、液面高于濾紙邊緣，會(huì)使待過(guò)濾液得不到過(guò)濾，使濾液渾濁，故正確；
D、漏斗下端管口沒(méi)有緊貼燒杯內(nèi)壁，會(huì)使液滴飛濺，而不會(huì)影響濾液渾濁，故錯(cuò)誤；
故選擇BC．
故答案為：防止殘留的可溶物會(huì)附著在硫酸鋇的表面，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；將沉淀放在水中，在向其中滴加適量的硝酸銀溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明洗滌干凈；BC；
（4）根據(jù)題意可知發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鈉和氯化鋇的反應(yīng)，同時(shí)生成硫酸鋇的質(zhì)量為23.3g，所以可以據(jù)此求出硫酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈉的質(zhì)量，然后得出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
設(shè)硫酸鈉的質(zhì)量為x
BaCl₂+Na₂SO₄═2NaCl+BaSO₄↓
142 233
x 23.3g
= x=14.2g
故碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=80%
答：該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．
分析：（1）根據(jù)鹽酸可以和碳酸鈉反應(yīng)分析鹽酸的作用及操作并寫出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)氯化鋇可以和剩下的硫酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀寫出反應(yīng)的方程式；
（3）①洗滌表面的可溶性雜質(zhì)可使結(jié)果更準(zhǔn)確；
②根據(jù)可能附著的可溶性雜質(zhì)分析鑒別；
③根據(jù)過(guò)濾的注意事項(xiàng)及選項(xiàng)分析；
（4）根據(jù)硫酸鋇沉淀的質(zhì)量金屬硫酸鈉的質(zhì)量，然后計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點(diǎn)評(píng)：熟練掌握常見的碳酸鹽和硫酸鹽的化學(xué)性質(zhì)，知道可溶性的碳酸鹽和硫酸鹽都能夠和鋇離子生成白色的沉淀，但是硫酸鋇不溶于鹽酸和硝酸，而碳酸鋇可以溶于鹽酸和硝酸，所以在鑒別硫酸根時(shí)要用酸化的鋇鹽來(lái)防止碳酸根離子的干擾．