Question

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在一次探究活動中，對一份純堿樣品（含有少量氯化鈉）的純度進行測定，請你參與并回答有關(guān)問題。

⑴ 甲同學(xué)進行如下操作：
① 組裝好如圖儀器，并檢查___________ ；
② 取6.0g試樣放入錐形瓶中，加入少量蒸餾水溶解，并在其他裝置中加入相應(yīng)的藥品；
③ 稱量盛有新制澄清石灰水的裝置C的質(zhì)量；
④ 打開分液漏斗旋塞滴入鹽酸，直到不再產(chǎn)生氣泡為止；
⑤ 再次稱量裝置C 的總質(zhì)量；
⑥ 計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
⑵ 上圖B裝置的作用是______________； D裝置的作用是__________________________。
【意外發(fā)現(xiàn)】C瓶中石灰水沒有變渾濁，同學(xué)們感到驚奇并產(chǎn)生了探究的欲望。
【提出猜想】原因猜想：
①是生成的氣體中混有鹽酸揮發(fā)出來的HCl；
②是生成的氣體流速太快，與石灰水反應(yīng)產(chǎn)生了可溶性物質(zhì)[經(jīng)查資料分析可溶性物質(zhì)是Ca(HCO₃)₂，它能與酸反應(yīng)生成CO₂等物質(zhì)]。
【實驗探究】
甲同學(xué)取少量實驗后C瓶溶液于試管中，向其中依次滴加足量稀HNO₃和AgNO₃溶液，無氣泡但有沉淀產(chǎn)生。據(jù)此判斷只有猜想  __（填“①”或“②”）成立。
【交流討論】
對于如何改進實驗，乙同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)將鹽酸換成稀硫酸，新制的澄清石灰水換成足量NaOH溶液；丙同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)在裝置A和B中間插入一個盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置以吸收HCl（CO₂不溶于飽和NaHCO₃溶液，也不與其反應(yīng)），并將新制的澄清石灰水換成足量NaOH溶液 。
大家討論后認(rèn)為：乙同學(xué)的方案可行而丙同學(xué)的方案不可行。
【請你評價】
丙同學(xué)方案不可行的原因是                                               。
【教師點撥】
即便換成稀硫酸和NaOH溶液，反應(yīng)前后裝置中存在的CO₂也會使測定出的樣品純度不準(zhǔn)確。
【請你改進】
在上述基礎(chǔ)上，你的措施是                                                。
同學(xué)們?nèi)苑Q取6.0g試樣，用改進完善后的方案重新實驗。
【數(shù)據(jù)處理】
裝置C實驗前后兩次稱量的質(zhì)量差為2.2g，則樣品的純度為           _。（列出計算過程）
【實驗反思】
若不用上述方法，而用生成沉淀的方法來測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可選用的試劑是                    。

Answer 1

（1）①裝置的氣密性
（2）干燥CO₂氣體    吸收空氣中的CO₂和H₂O（水蒸氣），防止它們進入C裝置中，出現(xiàn)誤差
【請你評價】NaHCO₃飽和溶液吸收HCl時產(chǎn)生CO₂，導(dǎo)致盛有NaOH溶液的洗氣瓶質(zhì)量增重偏大，造成誤差
【請你改進】兩次稱量前，均向整套裝置中鼓入經(jīng)NaOH溶液洗滌過的空氣，目的是排盡裝置中原有空氣和反應(yīng)后殘留的CO₂，且稱量時C裝置兩端及B裝置的出口封閉
【數(shù)據(jù)處理】88.3%
【實驗反思】BaCl₂或CaCl₂溶液

解析試題分析：（1）測定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要根據(jù)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鈉的質(zhì)量，在制取任何氣體之前，均要檢查裝置的氣密性，以免漏氣；
（2）B裝置中的是濃硫酸，濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑，此處的作用是干燥CO₂氣體以免稱量的C的質(zhì)量偏大；D中的堿石灰也具有吸水性，主要是吸收空氣中的CO₂和H₂O（水蒸氣），防止它們進入C裝置中，出現(xiàn)誤差；產(chǎn)生了不溶于酸的沉淀，那么是硝酸銀沉淀，說明溶液中含有氯離子，那么猜想1正確；
【請你評價】由于氯化氫氣體溶于水后形成的鹽酸會與NaHCO₃飽和溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，導(dǎo)致盛有NaOH溶液的洗氣瓶質(zhì)量增重偏大，造成誤差；
【請你改進】產(chǎn)生誤差的主要原因是由于容器中存在二氧化碳?xì)怏w，那么實驗時在兩次稱量前，均向整套裝置中鼓入經(jīng)NaOH溶液洗滌過的空氣，目的是排盡裝置中原有空氣和反應(yīng)后殘留的CO₂，且稱量時C裝置兩端及B裝置的出口封閉可減少誤差；
【數(shù)據(jù)處理】依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，那么減少的質(zhì)量即為生成的二氧化碳的質(zhì)量，即二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，利用化學(xué)方程式根據(jù)碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)的質(zhì)量比即可求出碳酸鈉的質(zhì)量。
設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x；
Na₂CO₃+2HCl==2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                       44
X                         2.2g
106／44=x／2.2g
X=5.3g
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=5.3g／6g ×100%=88.3%
【實驗反思】BaCl₂與碳酸鈉反應(yīng)可生成碳酸鋇沉淀；CaCl₂溶液與碳酸鈉反應(yīng)可生成碳酸鈣沉淀。
考點：實驗探究、利用化學(xué)方程式的計算