Question

純堿中常含有氯化鈉等雜質(zhì)，某化學興趣小組欲對某品牌純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)進行實驗探究，他們設(shè)計了下列兩種實驗方案進行試驗．
【方案一】樣品與氯化鈣溶液反應(yīng)，測定Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)．
（1）取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加足量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，其反應(yīng)的化學方程式為

 

．
（2）將反應(yīng)后的混合物進行過濾，把獲得的沉淀物進行洗滌、干燥、稱量．利用沉淀物質(zhì)量計算出Na₂CO₃的質(zhì)量分數(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)量分數(shù)．
利用如圖所示實驗裝置（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)量分數(shù)（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發(fā)性且每步反應(yīng)均完全）．

（3）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

 

，再接上裝置C和D．
（4）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)）．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，目的是

 

．裝置

 

（填標號）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)量分數(shù)．若沒有裝置D，將會使測定結(jié)果

 

（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,鹽的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）根據(jù)碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉進行分析；
（2）根據(jù)不洗滌碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加進行分析；
（3）根據(jù)空氣中含有二氧化碳進行分析；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知裝置C中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量進行分析．

解答：解：（1）碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，化學方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）不洗滌碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加，所以使得計算出的碳酸鈉的質(zhì)量增大從而導致樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)偏大；
（3）空氣中含有二氧化碳，所以打開止水夾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中含有的二氧化碳，再接上裝置C和D；
（4）通過分析可知，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，目的是：使生成的二氧化碳全部被C裝置中的氫氧化鈉吸收，裝置C中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，裝置D的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置C，所以若沒有裝置D，將會使測定結(jié)果偏大．
故答案為：（1）Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）附著可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加；
（3）二氧化碳；
（4）使生成的二氧化碳全部被C裝置中的氫氧化鈉吸收，C，偏大．

點評：本題將計算和實驗有機地結(jié)合起來進行考查，通過認真審題，結(jié)合題干中已給出一系列的提示，根據(jù)提出的問題，發(fā)現(xiàn)有用的信息，充分發(fā)揮聯(lián)想，與已有的知識建立聯(lián)系，然后進行類比推導，從而達到解決問題的目的．