Question

【題目】過(guò)碳酸鈉(Na2CO4)是一種很好的供氧劑，其與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。市售過(guò)碳酸鈉一般都含有碳酸鈉，為測(cè)定某過(guò)碳酸鈉樣品(只含Na2CO4和Na2CO3)的純度，某化學(xué)興趣小組采用以下方案實(shí)施：

按如圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，Q為一可鼓脹收縮的塑料氣袋，取適量樣品于其中，打開(kāi)分液漏斗活塞，將稀鹽酸滴人氣袋中至充分反應(yīng)。

（1）為測(cè)定反應(yīng)生成氣體的總體積滴稀鹽酸前必須關(guān)閉______打開(kāi)____（均填“K1”、“K2”或“K3”），導(dǎo)管A的作用是________。

（2）當(dāng)上述反應(yīng)停止后，使K1、K3處于關(guān)閉狀態(tài)，K2處于打開(kāi)狀態(tài)，再緩緩打開(kāi)K1。B中裝的固體試劑是_________，為什么要緩緩打開(kāi)K1?________。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置內(nèi)的氣體同溫同壓，測(cè)得量筒I中有x mL水，量筒Ⅱ中收集到了y mL氣體，則樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______（用含有x、y的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】K1、K2 K3 平衡分液漏斗內(nèi)和反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)，使稀鹽酸順利滴下，同時(shí)消除滴下的稀鹽酸體積對(duì)氣體體積的影響。 堿石灰(其他合理答案均可) 讓生成的CO2能充分被B中的堿石灰吸收，使量筒內(nèi)收集到較純凈的O2 ×100％

【解析】

實(shí)驗(yàn)原理為：取一定量的樣品，關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，讓樣品與適量的稀鹽酸反應(yīng)，氣球膨脹排擠氣體到洗氣瓶中，通過(guò)量筒I測(cè)量生成氣體的總體積；再關(guān)閉K3，打開(kāi)K2和K1，氣體經(jīng)B中的堿石灰吸收后，II中收集的氣體就是純凈的氧氣，再通過(guò)量筒II測(cè)量氧氣的體積，根據(jù)兩種氣體的體積比可以求出樣品中過(guò)碳酸鈉的純度，據(jù)此分析作答。

（1）為測(cè)定反應(yīng)生成氣體的總體積，滴稀鹽酸前必須關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，產(chǎn)生的氣體把廣口瓶中的水排入量筒I中，即可測(cè)定反應(yīng)生成氣體的總體積；導(dǎo)管A可平衡分液漏斗內(nèi)和反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)，使稀鹽酸順利滴下，同時(shí)消除滴下的稀鹽酸體積對(duì)氣體體積的影響故；

（2）當(dāng)上述反應(yīng)停止后，使K1、K3處于關(guān)閉狀態(tài)，K2處于打開(kāi)狀態(tài)，再緩緩打開(kāi)K1，氣球中的氣體會(huì)通過(guò)B進(jìn)入到II中，則B中裝的固體試劑應(yīng)能吸收CO2，最好的選擇是堿石灰，緩緩打開(kāi)K1的目的是：讓生成的CO2能充分被B中堿石灰吸收，使量筒內(nèi)收集到較純凈的O2，減小實(shí)驗(yàn)誤差；

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，量筒I中有x mL水，量簡(jiǎn)II中收集到了y mL氣體，則O2的體積為y mL、CO2的體積為(x-y)mL，n(O2)：n(CO2)=，由2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O可知，樣品中，所以，過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是，故答案為×100％。