Question

【題目】我國著名的閩籍制堿專家侯德榜，在純堿制造方面做出了重大貢獻(xiàn)。用“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質(zhì)，化學(xué)興趣小組欲對某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行實驗探究，在老師的指導(dǎo)下，他們設(shè)計了下列兩種實驗方案進(jìn)行試驗。

資料摘要：

Ⅰ．碳酸鈉和氯化鈣能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。

Ⅱ．濃硫酸具有很強的吸水性；堿石灰常用于吸收水蒸氣和二氧化碳。

[方案一] 樣品與氯化鈣溶液反應(yīng),測定Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（1）樣品與氯化鈣溶液的反應(yīng)實驗（雜質(zhì)不與氯化鈣溶液反應(yīng)）：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液。	產(chǎn)生白色沉淀	反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（2）分析滴加的CaCl2溶液要過量的原因：___________________；

（3）將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過濾，把獲得的沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥、稱量。利用沉淀物質(zhì)量計算Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91%。如果不洗滌沉淀物會造成測定結(jié)果大于91%，這是因為 _____ 。

[方案二] 樣品與稀鹽酸反應(yīng),測定Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

利用下圖所示實驗裝置（鐵架臺略去）和試劑，通過測定樣品和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體的質(zhì)量，計算Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發(fā)性且每步反應(yīng)或作用都是完全的）。

(4) 打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的CO2，再接上裝置C和D。

（5）關(guān)閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)），裝置A中樣品產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為__________________ 。

（6）待裝置A中的反應(yīng)結(jié)束后，再一次打開止水夾K，繼續(xù)往裝置通入已除去CO2的空氣一會兒。根據(jù)_________ 定律，裝置C在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO2的質(zhì)量，由此計算出該樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若沒有裝置D，將會使測定結(jié)果 ________（選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】（1）Ca（OH）2+ Na2CO3===2NaOH +CaCO3↓（2）確保碳酸鈉完全反應(yīng)（3）沉淀物的表面沾有其它成分，使稱量結(jié)果偏大（5）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 ↑ （6）質(zhì)量守恒 偏大

【解析】

試題分析：取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液。反應(yīng)得到白色沉淀，化學(xué)方程式是：

Ca（OH）2+Na2CO3===2NaOH+CaCO3↓，分析滴加的CaCl2溶液要過量的原因：確保碳酸鈉完全反應(yīng)；將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過濾，把獲得的沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥、稱量。利用沉淀物質(zhì)量計算Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91%。如果不洗滌沉淀物會造成測定結(jié)果大于91%，這是因為沉淀物的表面沾有其它成分，使稱量結(jié)果偏大，關(guān)閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)），裝置A中樣品產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。待裝置A中的反應(yīng)結(jié)束后，再一次打開止水夾K，繼續(xù)往裝置通入已除去CO2的空氣一會兒。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，裝置C在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO2的質(zhì)量，由此計算出該樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若沒有裝置D，將會使測定結(jié)果偏大，外界的二氧化碳和水使得裝置C的質(zhì)量增大。