Question

我國著名的閩籍制堿專家侯德榜，在純堿制造方面做出了重大貢獻(xiàn)．用“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質(zhì)，化學(xué)興趣小組欲對某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在老師的指導(dǎo)下，他們設(shè)計了下列兩種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)．

資料摘要：

Ⅰ．碳酸鈉和氯化鈣能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．

Ⅱ．濃硫酸具有很強(qiáng)的吸水性；堿石灰常用于吸收水蒸氣和二氧化碳．

[方案一]樣品與氯化鈣溶液反應(yīng)，測定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（1）樣品與氯化鈣溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（雜質(zhì)不與氯化鈣溶液反應(yīng)）：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加過量的CaCl2溶液．	產(chǎn)生白色沉淀	反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要過量的原因：　　；

（3）將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過濾，把獲得的沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥、稱量．利用沉淀物質(zhì)量計算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91%．如果不洗滌沉淀物會造成測定結(jié)果大于91%，這是因?yàn)?u>　　．

[方案二]樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置（鐵架臺略去）和試劑，通過測定樣品和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂氣體的質(zhì)量，計算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發(fā)性且每步反應(yīng)或作用都是完全的）．

（4）打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO₂的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的　　，再接上裝置C和D．

（5）關(guān)閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)），裝置A中樣品產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為　　．

（6）待裝置A中的反應(yīng)結(jié)束后，再一次打開止水夾K，繼續(xù)往裝置通入已除去CO₂的空氣一會兒．根據(jù)　　 定律，裝置　　（填標(biāo)號）在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，由此計算出該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．若沒有裝置D，將會使測定結(jié)果　　（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析：

（1）根據(jù)碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉進(jìn)行解答； （2）根據(jù)滴加的CaCl2溶液要過量的原因與碳酸鈉充分反應(yīng)進(jìn)行解答； （3）根據(jù)不洗滌碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加進(jìn)行解答； （4）根據(jù)空氣中含有二氧化碳進(jìn)行解答； （5）根據(jù)鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳進(jìn)行解答； （6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知裝置C中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO2的質(zhì)量進(jìn)行解答．

解答：

解：（1）碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；故填：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl； （2）滴加的CaCl2溶液要過量的原因與碳酸鈉充分反應(yīng)；故填：與碳酸鈉充分反應(yīng)； （3）不洗滌碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加，所以使得計算出的碳酸鈉的質(zhì)量增大從而導(dǎo)致樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；故填：不洗滌碳酸鈣表面可能會附著一層可溶性物質(zhì)使沉淀物質(zhì)量增加，所以使得計算出的碳酸鈉的質(zhì)量增大； （4）空氣中含有二氧化碳，所以打開止水夾K，先對裝置A和B（已連接）通入已除去CO2的空氣一會兒，以排盡裝置A和B中含有的二氧化碳，再接上裝置C和D；故填：二氧化碳； （5）鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；故填：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑； （6）由質(zhì)量守恒定律可知裝置C中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO2的質(zhì)量，裝置D的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置C，所以若沒有裝置D，將會使測定結(jié)果偏大．故填：質(zhì)量守恒；C；偏大．