【答案】
分析:(1)依據(jù)碳酸氫鈉溶解度相對(duì)較小分析判斷;
(2)①(I)依據(jù)制取二氧化碳時(shí)常會(huì)含有氯化氫氣體分析即可;
(II)依據(jù)稀硫酸能與氨氣反應(yīng)分析解答;
(III)依據(jù)分離固體與液體采用的實(shí)驗(yàn)操作分析解答;
②(I)從制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水,以及氨氣易溶于水分析判斷;
(II)從裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的接觸面積變大分析判斷;
(3)從題干信息以及所學(xué)的制取碳酸氫鈉的知識(shí)解決即可;
(4)【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】甲方案:從生成的沉淀的質(zhì)量利用化學(xué)方程式對(duì)碳酸鈉的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而求的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
乙方案:Ⅰ設(shè)計(jì)思路:根據(jù)樣品(質(zhì)量為a g)與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量(質(zhì)量為b g),求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
因此通過(guò)反應(yīng)方程式對(duì)物質(zhì)反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行討論即可;
解答:解:(1)由于對(duì)于氯化銨來(lái)說(shuō)碳酸氫鈉的溶解度更小一些,所以應(yīng)首先析出,而碳酸氫鈉的受熱分解與該現(xiàn)象無(wú)關(guān),碳酸氫鈉易溶于水;
(2))①(I)利用鹽酸制取二氧化碳時(shí)二氧化碳中常會(huì)含有氯化氫氣體,碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng),所以通過(guò)碳酸氫鈉的溶液是為了除掉氣體中的氯化氫氣體;
(II)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氨氣可能有剩余,而稀硫酸能與氨氣反應(yīng),所以稀硫酸的作用是吸收末反應(yīng)的NH
3;
(III)分離出NaHCO
3晶體的操作是分離固體與液體,常采用的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾操作;
②(I)制取碳酸氫鈉時(shí)先要得到含氨的飽和食鹽水,所以應(yīng)先通入氨氣,而氨氣極易溶于水,所以a端通入,從而保證了從b通入二氧化碳時(shí)保證了二氧化碳的充分反應(yīng);
(II)裝置改動(dòng)后反應(yīng)物的二氧化碳與溶液的接觸面積變大,提高了二氧化碳的吸收率;
(3)從題干信息NH
4HCO
3+NaCl═NaHCO
3↓+NH
4Cl;可得制取碳酸氫鈉的方法,同時(shí)也可采用燒堿溶液中通入過(guò)量CO
2;往飽和Na
2CO
3 溶液中通入過(guò)量CO
2 等得到碳酸氫鈉;
(4)【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】甲方案
解:設(shè)純堿樣品中含Na
2CO
3的質(zhì)量為x
Na
2CO
3+CaCl
2═CaCO
3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
x=10.6g
純堿樣品中Na
2CO
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
×100%=80%
乙方案:Ⅰ設(shè)計(jì)思路:根據(jù)樣品(質(zhì)量為a g)與稀硫酸完全反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量(質(zhì)量為b g),求出碳酸鈉的質(zhì)量,再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
則有如下反應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系:
Na
2CO
3+H
2SO
4=Na
2SO
4+H
2O+CO
2↑
106 44
ag bg
即
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
(1)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%.則兩者的質(zhì)量關(guān)系正好符合兩物質(zhì)的質(zhì)量比,所以當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿(mǎn)足
=
(或22a=53b;或a=
b等)(填寫(xiě)含a、b字母的表達(dá)式,下同)時(shí),純堿樣品中只含有碳酸鈉,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是100%.
(2)含有氯化鈉時(shí)則反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量應(yīng)該比ag要小,所以當(dāng)a、b的質(zhì)量關(guān)系滿(mǎn)足
>
時(shí),純堿樣品是由碳酸鈉和少量氯化鈉組成的混合物,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
×100%.
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
誤差分析:(1)甲方案中,采用氯化鋇進(jìn)行反應(yīng)時(shí)生成的碳酸鋇的質(zhì)量要比生成碳酸鈣的質(zhì)量大,因此測(cè)量時(shí)會(huì)使誤差變;
(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒(méi)有全部逸出,造成計(jì)算碳酸鈉結(jié)果與實(shí)際值相比偏小,所以導(dǎo)致碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏。
故答案為::(1)c;
(2))①(I)吸收甲裝置可能揮發(fā)出的氯化氫氣體;(II)吸收末反應(yīng)的NH
3;(III)過(guò)濾;
②(I)a;氨氣;
(II)增大氣體與溶液接觸面積,提高CO
2吸收率;
(3)用碳酸氫銨與適量飽和食鹽水反應(yīng).(或往燒堿溶液中通入過(guò)量CO
2;往飽和Na
2CO
3 溶液中通入過(guò)量CO
2 等.其他合理方法均可);
(4)【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】甲方案
解:設(shè)純堿樣品中含Na
2CO
3的質(zhì)量為x
Na
2CO
3+CaCl
2═CaCO
3↓+2NaCl
106 100
x 10.00g
x=10.6g
純堿樣品中Na
2CO
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
×100%=80%
乙方案:Ⅰ實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
(1)
=
(或22a=53b;或a=
b等).
(2)
>
;
×100%.
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
誤差分析:(1)甲方案:BaCl
2比CaCl
2的相對(duì)分子質(zhì)量大,產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量大,稱(chēng)量誤差;(2)乙方案中:偏。
點(diǎn)評(píng):此題是一道實(shí)驗(yàn)探究綜合題,充分的展示了化學(xué)知識(shí)的方方面面,該題綜合性強(qiáng)難度較大,對(duì)訓(xùn)練學(xué)生良好地思維品質(zhì)以及知識(shí)的嚴(yán)密性有較好的幫助.