Question

在學習了鹽的性質以后，某校化學興趣小組的同學開展了測定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物中Na₂CO₃的質量分數的探究實驗．他們設計如下的實驗方案：
【方案一】氣體分析法
將樣品與稀鹽酸反應，測定反應后生成CO₂的體積，經換算并計算出樣品中Na₂CO₂的質量．用右圖裝置測定產生的CO₂氣體的體積．
（1）判斷圖Ⅱ所示裝置氣密性良好的方法．

 

．
（2）請分析圖Ⅱ裝置中油層的作用是

 

．
【方案二】沉淀分析法

（1）溶液A中的溶質有

 

．
（2）操作Ⅰ是

 

．
（3）若缺少操作Ⅰ，會導致測定結果

 

．（偏大、偏小、無影響）
（4）若加入的CaCl₂溶液的量不足，會導致測定結果

 

．（偏大、偏小、無影響）
【方案三】鹽酸滴定法

（1）用已知濃度鹽酸滴加到一定質量的混合物，根據消耗鹽酸溶液的體積來測定碳酸鈉的含量．在實驗過程中判斷反應所滴加的稀鹽酸恰好與碳酸鈉反應的方法是

 

．
（2）曉紅同學通過實驗測定了一些數據，試根據下面的實驗數據計算Na₂CO₃的質量分數．稱取Na₂CO₃和NaCl固體混合物10g足量稀鹽酸蒸發干燥固體稱量10.55g固體．

Answer 1

分析：【方案一】（1）利用液封法可以鑒定裝置的氣密性．（2）二氧化碳能溶于水容易導致測量數據不準確
【方案二】（1）利用物質之間的反應解決
（2）為使測量的數據準確故從溶液中出來的固體應洗去表面的殘夜
（3）不經過洗滌制得的固體可能偏大
（4）加入的CaCl₂溶液的量不足時，得到的沉淀量會偏小
【方案三】（1）鹽酸溶液與碳酸鈉的反應會生成氣泡這一明顯現象，（2）利用反應方程式反應前后固體的質量差進行解決

解答：解：【方案一】（1）考查氣密性的檢查方法：關閉活塞，將水注入量氣管中，一段時間后量氣管中形成一段液柱，且液柱不再下降，即表明該裝置氣密性較好．
（2）因CO₂能溶于水且與水反應，導致結果偏��；改進方案是將廣口瓶中的水改為飽和的CO₂水溶液或在水面上覆蓋一層植物油等．
故答案為：因為CO₂能溶于水且與水反應，導致結果偏小，用植物油可避免二氧化碳與水的結合
【方案二】（1）碳酸鈉與氯化鈣反應時產物是氯化鈉，另外還有剩余的氯化鈣
故答案為：NaCl和過量的CaCl₂．
（2）為防止沉淀表面存有殘夜，需才用清水洗凈固體表面，否則會導致沉淀量數據不準確
故答案為：洗滌
（3）表面有殘夜時會使沉淀量變大，進而導致計算的碳酸鈉質量變大
故答案為：偏大
（4）加入的CaCl₂溶液的量不足時，得到的沉淀量會偏小，從而導致計算的碳酸鈉偏小
故答案為：偏小
【方案三】（1）鹽酸滴加到溶液中會與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣泡這一現象非常明顯
故答案為：直到不再生成氣泡為止
（2）設原固體混合物中NaCl的質量為x，則參加反應的Na₂CO₃的質量為10-x，生成的NaCl質量為10.55g-x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106           117
10g-x        10.55g-x

106

117

=

10g-x

10.5g-x

x=4.7g
所以Na₂CO₃的質量分數為

10g-4.7g

10g

×100%=53%．
答；碳酸鈉的質量分數為53%

點評：此題涉及到實驗的常規操作，相關的物質的分離設計了三種方式，縱縱觀這些方式實際還是與物質之間的反應有關系，因此學好物質間的聯系是酸堿鹽知識的關鍵．