Question

某校化學研究性學習小組設計如下實驗方案，測定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質量分數。
（1）方案一：稱取一定質量的樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質量，計算。實驗中加熱至恒重的目的是_________________。
（2）方案二：按下圖裝置進行實驗。并回答以下問題：

①分液漏斗中應該裝___________（填“鹽酸”或“稀硫酸”），D裝置的作用是_________________________________；
②實驗中除稱量樣品質量外，還需稱________裝置（用字母表示）前后質量的變化。
（3）方案三：稱取一定量樣品，置于小燒杯中，加適量水溶解，向小燒杯中加入足量氯化鋇溶液，過濾洗滌，干燥沉淀，稱量固體質量，計算：
①過濾操作中，除了燒杯、漏斗外還用到的玻璃儀器有_____________；
②若加入試劑改為氫氧化鋇，已知稱得樣品9.5g，干燥后的沉淀質量為19.7g，則樣品中碳酸鈉的質量分數為____________（保留一位小數）。

Answer 1

（共12分）
（1）使NaHCO₃分解完全
（2）①稀硫酸，防止外界CO₂、H₂O被裝置C中的堿石灰吸收。 ②C（用字母表示）；
（3）①玻璃棒；②55.8%（保留一位小數）。（每空2分）

試題分析：（1）小蘇打即NaHCO₃，加熱易分解，故加熱至恒重的目的是使NaHCO₃分解完全。
（2）①鹽酸易揮發，故分液漏斗中應該裝稀硫酸，堿石灰能吸收空氣中的水蒸氣和CO₂，故D裝置的作用是防止外界CO₂、H₂O被裝置C中的堿石灰吸收。
②A生成CO2氣體經B干燥后到C中進行吸收，故還需稱C裝置前后質量的變化。
（3）①過濾常用的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒。
②發生反應Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH，NaHCO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+NaOH+H₂O．
樣品9.5g，干燥的沉淀碳酸鋇質量為19.7g，物質的量為19.7g/(197g/mol) =0.1mol，令樣品中碳酸鈉的物質的量為xmol、碳酸氫鈉的物質的量為ymol，則106x+84y=9.5，x+y=0.1，解得x=0.05，y=0.05．所以碳酸鈉的質量為106g/mol×0.05mol=5.3g，所以碳酸鈉質量分數為5.3g/9.5g×100%=55.8%。
點評：以實驗探究“測定放置已久的小蘇打樣品中純堿的質量分數”為載體，考查學生對于實驗原理與裝置理解評價、實驗基本操作、化學計算等，難度中等，題目涉及到的小蘇打和純堿的化學知識是多方面的，構成了一道多角度的探究題。