“侯氏制碱法”制得的纯碱（Na2CO3）中常含有少量氯化钠．某化学兴趣小组的同学开展测定某纯碱样品中Na2C

Question

“侯氏制碱法”制得的纯碱（Na2CO3）中常含有少量氯化钠．某化学兴趣小组的同学开展测定某纯碱样品中Na2CO3的质量分数．[方案一]沉淀分析法 （如图甲所示）则：（1）“操作1”的名称是______．（2）溶液M中含有的阳离子有______．（3）确定CaCl2溶液是否过量的方法是______．（4）若沉淀A没有洗涤烘干，导致Na2CO3的质量分数______（填偏大、偏小或不变）．（5）计算出Na2CO3的质量分数为______（用字母m、n的代数式表示）．[方案二]气体分析法资料：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑（1）第一小组同学用图乙1装置：用______（填“稀盐酸”或“稀硫酸”）与样品反应，通过称量干燥管反应前后的质量来测定CO2质量．写出产生CO2化学方程式：______．实验结束发现测定结果偏小，则可能的原因是______．（2）第二小组同学用图乙2所示装置实验，测定产生的CO2气体的体积．其中仪器a的名称是______，请指出使用该装置后可能引起测定结果偏大的两个原因______、______．（3）第三小组同学用图乙3装置进行实验：检查装置的气密性后，在烧瓶中加入样品，通过注射器向烧瓶中加入稀硫酸．①请写出检查装置B的气密性的方法______．②在水面上放一层植物油的目的是______，植物油上方原有空气对实验结果______ （填“有”或“没有”）影响．③实验结束后读取量气管中液面数字时需进行的操作是______．④计算Na2CO3质量分数需要测定的数据有______．（填字母序号）A．加入稀硫酸的体积 B．样品的质量 C．反应的时间 D．量气管反应前后的读数⑤若样品质量为1.5g，反应前量气管读数为10mL，反应后量气管读数为254mL，加入稀硫酸的体积为20mL，试计算：反应产生CO2体积为______；样品中Na2CO3的质量分数为______（已知标准状况下22.4L CO2的质量等于44g）．（写出计算过程）

Answer 1

【方案一】（1）“操作Ⅰ”的名称是过滤，故答案为：过滤；
（2）样品中的氯化钠和氯化钙不反应，由于氯化钙过量，因此碳酸钠完全反应，且生成了氯化钠，因此溶液M中含有的阳离子有钠离子和钙离子，故答案为：钠离子和钙离子；
（3）若CaCl₂不过量，则会有Na₂CO₃剩余，再加入CaCl₂后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量；故答案为：静置混合物，向上层清液中再滴加CaCl₂溶液，如果无沉淀，则过量；
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大，碳酸钠的质量分数就偏大；故答案为：偏大；
（5）设样品中Na₂CO₃的质量分数为x，则
Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓
106                 100
mgx                 ng

106

100

=

mgx

ng

解得x=

53n

50m

，故答案为：

53n

50m

；
【方案二】（1）由于稀盐酸能挥发出少量的氯化氢气体，会使测得的数据偏大，所以选择稀硫酸；碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水和二氧化碳，其反应的化学方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；由于装置内还有一定量的二氧化碳气体没有被碱石灰吸收，会使测得二氧化碳的质量偏小，导致计算出碳酸钠的质量偏小；故答案为：稀硫酸       Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑      装置内的残留二氧化碳没有被吸收；
（2）由仪器的图及用途可知仪器为：分液漏斗；由于浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO₃溶液反应生成二氧化碳会使测得二氧化碳的体积增大，导致测得的结果偏大；由于加入的浓盐酸增大了体积，也导致是二氧化碳的体积增大，导致测得的结果偏大；故答案为：浓盐酸挥发出的氯化氢气体和NaHCO₃溶液反应生成二氧化碳     加入的浓盐酸增大了体积；
（3）①检查装置B的气密性的方法：向量气管内加水，调整左右两边液面相平，用止水夹夹住AB之间胶皮管，继续向量气管内加水，量气管内形成一段高于左边液面的水柱；故答案为：向量气管内加水，调整左右两边液面相平，用止水夹夹住AB之间胶皮管，继续向量气管内加水，量气管内形成一段高于左边液面的水柱；
②为防止二氧化碳能溶于水且和水反应，所以在水面上放一层植物油；由于通过量气管内水的体积确定生成二氧化碳的体积，只有产生了二氧化碳气体右侧液面才会上升，所以植物油上方的空气对结果没有影响；故答案为：防止二氧化碳能溶于水且和水反应    没有；
③由于气体的体积受压强的影响较大，所以读数时调整量气管，使左右液面相平以保证反应前后装置AB内存在气体体积相同；故答案为：调整量气管，使左右液面相平；
④计算Na₂CO₃质量分数需要测出样品的质量，通过量气管反应前后的读数，确定生成二氧化碳的体积，求出碳酸钠的质量，由于加入稀硫酸也占有一定的体积，所以要从量气管的读数中减去；故答案为：ABD；
⑤由于反应前量气管读数为10mL，反应后量气管读数为254mL，加入稀硫酸的体积为20mL，所以生成二氧化碳的体积为：254mL-20mL-10mL=224mL；所以二氧化碳的质量为：

0.224L

22.4L

×44g=0.44g；
设样品中碳酸钠的质量分数为X
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
1.5gx                0.44g

106

44

＝

1.5gx

0.44g

解之得：X=70.7%
故答案为：22.4mL      70.7%