Question

我國(guó)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(duì)某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在老師的指導(dǎo)下，他們?cè)O(shè)計(jì)了下列兩種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。

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(qiáng)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(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（1）樣品與氯化鈣溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（雜質(zhì)不與氯化鈣溶液反應(yīng)）：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過(guò)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(guò)量的原因：___________________；                           

（3）將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過(guò)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(jì)算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91%。如果不洗滌沉淀物會(huì)造成測(cè)定結(jié)果大于91%，這是因?yàn)?_____     。

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

利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置（鐵架臺(tái)略去）和試劑，通過(guò)測(cè)定樣品和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂氣體的質(zhì)量，計(jì)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(duì)裝置A和B（已連接）通入已除去CO₂的空氣一會(huì)兒，以排盡裝置A和B中含有的       ，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(huì)兒。根據(jù) _______________ 定律，裝置_________（填標(biāo)號(hào)）在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，由此計(jì)算出該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若沒(méi)有裝置D，將會(huì)使測(cè)定結(jié)果 ________（選填“偏大”或“偏小”）。

 

Answer 1

【答案】

（1）

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過(guò)量的CaCl2溶液．	產(chǎn)生白色沉淀	反應(yīng)的化學(xué)方程式： 　Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

 

（2）與碳酸鈉充分反應(yīng)　；

（3）不洗滌碳酸鈣表面可能會(huì)附著一層可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加，所以使得計(jì)算出的碳酸鈉的質(zhì)量增大　

（4）二氧化碳

（5）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑　

（6）質(zhì)量守恒 ，C ，偏大

【解析】[方案一]雜質(zhì)含量的分析是化學(xué)學(xué)科中常見(jiàn)到的問(wèn)題，具體要依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析比較得出。本題Na₂CO₃中含有NaCl等雜質(zhì)，故CaCl₂只是和Na₂CO₃發(fā)生反應(yīng)，不能和NaCl發(fā)生反應(yīng)，通過(guò)生成沉淀的質(zhì)量求出Na₂CO₃的質(zhì)量，但所添加的CaCl₂一定要過(guò)量，使Na₂CO₃能夠全部反應(yīng)完。如果對(duì)CaCO₃不洗滌，CaCO₃表面會(huì)沾有其它物質(zhì)，導(dǎo)致計(jì)算出的Na₂CO₃質(zhì)量增大，故質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。

[方案二]雜質(zhì)含量的分析是化學(xué)學(xué)科中常見(jiàn)到的問(wèn)題，具體要依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析比較得出。本題Na₂CO₃中含有NaCl等雜質(zhì)，故加入的HCl只是和Na₂CO₃發(fā)生反應(yīng)，放出CO₂氣體，但不能和NaCl發(fā)生反應(yīng)，通過(guò)生成CO₂氣體的質(zhì)量求出Na₂CO₃的質(zhì)量。如果沒(méi)有D裝置，C裝置會(huì)吸收裝置右端空氣中的CO₂，導(dǎo)致計(jì)算出的Na₂CO₃質(zhì)量增大，故質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。