Question

某變質(zhì)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(shí)驗(yàn)．第二小組同學(xué)做測定該固體混合物中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ、第一小組的同學(xué)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(zhì)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別選擇下列試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．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(zhì)量分?jǐn)?shù)（裝置見下圖，不考慮水與氯化氫的揮發(fā)），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

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

（1）寫出固體混合物與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

、

 

．
（2）試通過分析計(jì)算出混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少．

Answer 1

分析：Ⅰ、要除去氫氧化鈉中的雜質(zhì)碳酸鈉，應(yīng)選用能和碳酸鈉反應(yīng)，但不與氫氧化鈉反應(yīng)的物質(zhì)，并且生成物中不能引入新雜質(zhì)；
Ⅱ、由題中實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知?dú)溲趸�鈉和碳酸鈉都與鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，但只有碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)才會生成氣體，所以可根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出反應(yīng)生成的氣體的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈉的質(zhì)量，最后求出混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：Ⅰ、要除去氫氧化鈉中的雜質(zhì)碳酸鈉，應(yīng)選用能和碳酸鈉反應(yīng)，但不與氫氧化鈉反應(yīng)的物質(zhì)，并且生成物中不能引入新雜質(zhì)．
甲：稀鹽酸不僅會與碳酸鈉反應(yīng)，還會與目標(biāo)物質(zhì)氫氧化鈉反應(yīng)，而且會生成新雜質(zhì)氯化鈉，所以甲不正確；
乙：KOH溶液不會與碳酸鈉溶液反應(yīng)，無法除去雜質(zhì)，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(yīng)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(zhì)，又沒有引入新的雜質(zhì)，所以丙正確；
�。篊aCl₂溶液與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀，引入了新雜質(zhì)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(yīng)，
∴固體混合物與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
（2）由題中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，NaOH和Na₂CO₃的混合物與過量鹽酸充分反應(yīng)后的總質(zhì)量為149克，所以反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為：141.20g+10.0g-149.0g=2.2g
設(shè)原混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     2.2g

106

44

=

x

2.2g

x=5.3g
∴混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：（5.3g÷10.0g）×100%=53.0%
答：混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53.0%．

點(diǎn)評：本題綜合考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)問題，同時(shí)要求準(zhǔn)確分析，找出有效數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．