Question

【題目】某化學興趣小組欲測定某已部分變質的小蘇打樣品中Na2CO3的質量分數，設計如下實驗方案。

【方案一】稱取一定質量樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質量，計算。

（1）坩堝中發生反應的化學方程式為_______________。

（2）實驗中，需加熱至恒重的目的是_______________。

【方案二】稱取一定質量樣品，置于小燒杯中，加適量水溶解；向小燒杯中加入足量Ba(OH)2溶液，過濾，洗滌、干燥沉淀，稱量固體質量，計算。(已知:Ba2++OH-+HCO3-==BaCO3↓+H2O)

（1）過濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為_______________。

（3）實驗中判斷沉淀是否完全的方法是_______________。

【方案三】按如下圖所示裝置進行實驗:

（1）D裝置的作用是_______________。分液漏斗中_________(填“能”或“不能”)用鹽酸代替稀硫酸進行實驗。

（2）實驗前稱取17.90g樣品，實驗后測得C裝置增重8.80g，則樣品中Na2CO3的質量分數為________________(保留三位有效數字)

（3）根據此實驗測得的數據，測定結果有誤差，因為實驗裝置還存的在一個明顯缺陷是________________。

Answer 1

【答案】 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 保證NaHCO3分解完全 玻璃棒 取少量上層清液于一支潔凈試管中，加一滴Ba(OH)2溶液，觀察是否有白色沉淀生成 防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進入C裝置 不能 29.6% 缺少一個驅趕殘留二氧化碳氣體的裝置(或其他合理答案)

【解析】[方案一](1)碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，反應方程式為：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，故答案為：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

(2)實驗原理是根據加熱前后固體質量變化來計算碳酸氫鈉，故應保證碳酸氫鈉完全分解，加熱恒重則碳酸氫鈉完全分解，故答案為：保證NaHCO3分解完全；

[方案二](1)過濾時需用玻璃棒引流，故答案為：玻璃棒；

(2)可取上層清液，繼續加沉淀劑，看是否生成沉淀，具體操作為：取上層清液少許于試管中，加入氫氧化鋇溶液，若無沉淀生成，則沉淀完全，故答案為：取少量上層清液于一支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，觀察是否有白色沉淀生成；

[方案三](1)空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收，故D的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質量增加量的準確性；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發，這樣制得二氧化碳氣體中含氯化氫，濃硫酸不能吸收氯化氫，則氯化氫被堿石灰吸收，導致測到二氧化碳質量偏高，等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產生二氧化碳多，則會導致碳酸氫鈉偏多，碳酸鈉偏小，故答案為：防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳進入C裝置；不能；

(2)設NaHCO3和Na2CO3的物質的量分別為x、y，則

Na2CO3+H2SO4=H2O+CO2↑+Na2SO4、

x x

2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑

y y

106g/mol×x+84g/mol×y＝17.90g，44 g/mol×x+44 g/mol×y＝8.80g，解得x＝0.05 mol，y＝0.15mol，則樣品中Na2CO3的質量分數為×100%=29.6%，故答案為：29.6%；

(3)實驗裝置還存在一個明顯缺陷為裝置中的二氧化碳不能被C全部吸收，則需設計一個裝置將A、B中的CO2全部吹入C中吸收，故答案為：缺少一個驅趕殘留二氧化碳氣體的裝置。