Question

（6分）某同學在查閱資料時得知：市售純堿樣品�；煊新然�鈉雜質。

該同學設計了如下圖中的裝置進行實驗，測定市售純堿樣品中碳酸鈉的質量分數。（水蒸氣的影響忽略不計，夾持裝置已略去）

主要實驗步驟如下：
①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性；
②稱量5.5 g市售純堿樣品放入燒瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液；
③從分液漏斗滴入稀硫酸，直到不再產生氣體時為止；
④緩緩鼓入一定量的N₂；
⑤稱量B瓶及溶液的質量，發現增重2.2 g。
請回答下列問題：
（1）寫出A中發生反應的化學方程式       。
（2）鼓入一定量的N₂的目的是       。裝置C中澄清石灰水的作用是        。
（3）如果將分液漏斗中的稀硫酸換成濃鹽酸，測試的結果（填偏高、偏低或不變）      。
（4）該樣品中碳酸鈉的質量分數為       %（結果保留到小數點后一位）。
（5）若用與上述實驗反應原理不同的實驗來測定純堿樣品中碳酸鈉的質量分數，請用化學方程式表示實驗原理          。

Answer 1

（1）Na₂CO₃ + H₂SO₄    Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑。
（2）排出裝置A及導管中殘留CO₂，使其全部被裝置B中NaOH溶液吸收；
檢驗CO₂是否被B瓶中的NaOH溶液完全吸收
（3）偏高
（4）96.4%
（5）Na₂CO₃ + CaCl₂   CaCO₃↓+ 2NaCl（或與BaCl₂、Ba(OH)₂反應）

試題分析：（1）樣品中氯化鈉不與硫酸反應，碳酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，故化學方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑。
（2）為使殘留在反應容器中生成的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收，通入不能與氫氧化鈉發生反應的氮氣排出反應裝置內的二氧化碳；裝置C中盛放澄清石灰水檢驗二氧化碳氣體是否全部被氫氧化鈉吸收；
（3）稀硫酸不揮發而濃鹽酸具有很強的揮發性，揮發出的HCl氣體被氫氧化鈉溶液吸收后，導致測得二氧化碳的質量偏高；
（4）氫氧化鈉增重2.2g，說明反應放出2.2g二氧化碳，
設反應消耗碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                 44
x                   2.2g
106：44= x：2.2g  
解得，x=5.3g
該樣品中碳酸鈉的質量分數=×100%=96.4%
（5）碳酸鈉能與氯化鈣（或BaCl₂）等反應生成碳酸鈣沉淀，因此可選用氯化鈣溶液與碳酸鈉反應，通過測定生成沉淀或加入氯化鈣的質量測定樣品中碳酸鈉的質量，而得到樣品中碳酸鈉的質量分數；故碳酸鈉與氯化鈣反應的化學方程式為Na₂CO₃+CaCl₂CaCO₃↓+2NaCl
點評：本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數公式綜合分析和解決實際問題的能力，增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力。