Question

某變質的NaOH固體中含有Na₂CO₃．老師安排第一小組做除去NaOH溶液中Na₂CO₃的實驗．第二小組同學做測定該固體混合物中Na₂CO₃質量分數(shù)的實驗．
Ⅰ、第一小組的同學取一定量的該固體溶于水，得到混合溶液，為了除去溶液中的Na₂CO₃雜質，甲、乙、丙、丁四位同學分別選擇下列試劑進行實驗．其中合理的是________．
甲：適量稀鹽酸乙：過量KOH溶液丙：適量Ca（OH）₂溶液丁：適量CaCl₂溶液．
Ⅱ、第二小組利用電子天平測定NaOH和Na₂CO₃的混合物中Na₂CO₃的質量分數(shù)（裝置見下圖，不考慮水與氯化氫的揮發(fā)），實驗數(shù)據(jù)如表：

稱　 量　 項　 目	質量（g）
NaOH和Na2CO3的混合物	10.00
錐形瓶+稀鹽酸質量（過量）	141.20
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物（反應開始后15秒）	149.20
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物（反應開始后35秒）	149.00
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物（反應開始后55秒）	149.00

（1）寫出固體混合物與鹽酸發(fā)生化學反應的化學方程式：________、________．
（2）試通過分析計算出混合物中Na₂CO₃的質量分數(shù)為多少．

Answer 1

解：Ⅰ、要除去氫氧化鈉中的雜質碳酸鈉，應選用能和碳酸鈉反應，但不與氫氧化鈉反應的物質，并且生成物中不能引入新雜質．
甲：稀鹽酸不僅會與碳酸鈉反應，還會與目標物質氫氧化鈉反應，而且會生成新雜質氯化鈉，所以甲不正確；
乙：KOH溶液不會與碳酸鈉溶液反應，無法除去雜質，所以乙不正確；
丙：加入適量Ca（OH）₂溶液后，氫氧化鈣會與碳酸鈉反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀，碳酸鈣沉淀可以過濾除去，既除去了雜質，又沒有引入新的雜質，所以丙正確；
丁：CaCl₂溶液與碳酸鈉反應生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀，引入了新雜質氯化鈉，所以丁不正確．
故答案為：丙
Ⅱ、（1）∵氫氧化鈉和碳酸鈉都會與鹽酸發(fā)生反應，
∴固體混合物與鹽酸發(fā)生化學反應的化學方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
（2）由題中實驗數(shù)據(jù)分析可知，NaOH和Na₂CO₃的混合物與過量鹽酸充分反應后的總質量為149克，所以反應生成二氧化碳的質量為：141.20g+10.0g-149.0g=2.2g
設原混合物中Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44
x 2.2g

x=5.3g
∴混合物中Na₂CO₃的質量分數(shù)為：（5.3g÷10.0g）×100%=53.0%
答：混合物中Na₂CO₃的質量分數(shù)為53.0%．
分析：Ⅰ、要除去氫氧化鈉中的雜質碳酸鈉，應選用能和碳酸鈉反應，但不與氫氧化鈉反應的物質，并且生成物中不能引入新雜質；
Ⅱ、由題中實驗方案和實驗數(shù)據(jù)可知氫氧化鈉和碳酸鈉都與鹽酸發(fā)生了化學反應，但只有碳酸鈉和鹽酸反應才會生成氣體，所以可根據(jù)質量守恒定律求出反應生成的氣體的質量，進而求出碳酸鈉的質量，最后求出混合物中碳酸鈉的質量分數(shù)．
點評：本題綜合考查實驗方案的設計與評價問題，同時要求準確分析，找出有效數(shù)據(jù)進行計算．