Question

某NaOH固体中含有Na₂CO₃．老师安排第一小组做除去NaOH溶液中Na₂CO₃的实验．第二、第三小组同学做测定该固体混合物中Na₂CO₃质量分数的实验．
Ⅰ．第一小组的同学取一定量的该固体溶于水，得到混合溶液，为了除去溶液中的
Na₂CO₃杂质，甲、乙、丙、丁四位同学分别选择下列试剂进行实验．其中，不合理的是______．
甲：适量稀盐酸．乙：过量KOH溶液．丙：适量Ba（OH）₂溶液．丁：适量CaCl₂溶液．
Ⅱ．第二小组利用左下图装置测定NaOH和Na₂CO₃的混合物中Na₂CO₃的质量分数，用电子天平称量数据如下表：

称　 量　 项　 目	质量（g）
NaOH和Na2CO3的混合物	9.30
锥形瓶质量	41.20
锥形瓶+稀盐酸质量（过量）	141.20
锥形瓶+稀盐酸质量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后，第一次称量的质量	148.50
锥形瓶+稀盐酸质量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后，第二次称量的质量	148.30
锥形瓶+稀盐酸质量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后，第三次称量的质量	148.30

（1）写出固体混合物与盐酸发生化学反应的化学方程式：______．
（2）混合物中Na₂CO₃的质量分数为______．
Ⅲ．第三组选用另一种方案测定NaOH和Na₂CO₃的混合物（mg）中Na₂CO₃的质量分数，其操作流程如下：
固体混合物溶液BaCO₃a g
（1）A是______（填化学式）．该实验要求加入的A溶液必须过量，检查A溶液已经过量的方法是______．
（2）B操作的名称是______．该操作需要的玻璃仪器有______．
（3）计算混合物中Na₂CO₃的质量分数．（写出计算步骤）

Answer 1

解：I．甲试剂稀盐酸既能与碳酸钠反应也可与氢氧化钠反应，不能达到除去NaOH溶液中Na₂CO₃的目的；乙试剂KOH溶液既不能与碳酸钠反应也不能与氢氧化钠反应，不能达到除去NaOH溶液中Na₂CO₃的目的；丙试剂Ba（OH）₂溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，因此加入适量Ba（OH）₂溶液充分反应后过滤，可以除去NaOH溶液中Na₂CO₃；丁试剂氯化钙与碳酸钠反应生成的氯化钠成为新的杂质，不能达到除去NaOH溶液中Na₂CO₃的目的；
II．（1）稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应化学方程式为NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）根据质量守恒定律，生成二氧化碳的质量=141.20g+9.30g-148.30g=2.20g；
设混合物样品中的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44
x 2.20g
= x=5.30g
混合物中Na₂CO₃的质量分数=×100%≈57%
III．（1）由于氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡等溶液都可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀，因此它们都可能用作A溶液；为检验所加入的氯化钠溶液过量，可向过滤后所得澄清的滤液中滴加碳酸钠溶液，观察到有白色沉淀生成，说明所加入的氯化钡溶液过量；
（2）经过操作B后溶液中的沉淀碳酸钡与溶液分离，因此操作B应为过滤操作；该操作过程需要使用的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；
故答案为：
I．甲、乙、丁；
II．（1）NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；（2）57%；
III．（1）BaCl₂；向澄清的滤液中滴加碳酸钠溶液，有白色沉淀产生；（2）过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒；
（3）设混合物中Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+BaCl₂═2NaCl+BaCO₃↓
106 197
x a g
= x=g
混合物中Na₂CO₃的质量分数=×100%=×100%
答：混合物中Na₂CO₃的质量分数为×100%．
分析：I．分析所提供的甲、乙、丙、丁四种试剂与混合溶液发生反应的情况，根据除去混合物中杂质的要求，判断出不适合用于除去杂质碳酸钠的试剂；
II．利用碳酸钠可与盐酸反应放出二氧化碳，而氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水而无气体产生，可通过测定放出气体二氧化碳的质量可计算混合物中碳酸钠的质量，从而求得混合物样品中碳酸钠的质量分数；
III．利用只能与碳酸钠发生反应而生成碳酸钡沉淀的试剂，加入该试剂完全反应后过滤，通过所得沉淀质量利用反应的化学方程式，计算混合物中碳酸钠的质量，从而求得混合物样品中碳酸钠的质量分数．
点评：检验两种溶液反应后其中一种溶液是否过量，通常可采取向反应后的澄清溶液中再加入另一种反应物溶液，观察是否继续反应产生沉淀而判断．