Question

某纯碱（Na₂CO₃）样品中含有硫酸钠杂质，学校化学兴趣小组的同学欲测定该样品中纯碱的质量分数，他们进行了如下的实验：
（1）第一步：准确称取71.0g该样品，并向其中加入足量的稀盐酸，搅拌，使其充分反应，加入盐酸的目的是______．为保证加入盐酸是足量的，其具体操作方法为______，涉及的化学方程式为______．
（2）第二步：向上述反应后的混合物中加入足量BaCl₂溶液，搅拌，涉及的化学方程式为______；
（3）第三步：过滤，并将所得沉淀洗涤、烘干后称量，质量为23.3g．
①对沉淀进行洗涤的目的是______．
②确定沉淀已经洗涤干净的操作为______．
③某同学在过滤后发现滤液仍浑浊，原因可能是______
A、滤纸没有紧贴漏斗内壁　 B、滤纸破损　 C、液面高于滤纸边缘　　 D、漏斗下端管口没有紧贴烧杯内壁
（4）第四步：根据实验测定的数据计算该样品中纯碱的质量分数为______．

Answer 1

解：（1）盐酸可以和碳酸钠反应，然后第二步加入的氯化钡只和硫酸钠反应，因此加入盐酸可以除去碳酸钠，防止对硫酸钠反应的干扰；为保证加入盐酸是足量的，其具体操作方法为：取样品向其中加入足量的稀盐酸，搅拌至不在产生气泡说明碳酸钠被完全反应；反应的方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
故答案为：除去碳酸钠，防止对硫酸钠反应的干扰；取样品向其中加入足量的稀盐酸，搅拌至不在产生气泡；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）氯化钡可以和剩下的硫酸钠反应产生硫酸钡沉淀和氯化钠，故反应的方程式为：Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓；
（3）①沉淀的表面可能会附着可溶性的物质，因此对沉淀进行洗涤的目的是：防止残留的可溶物会附着在硫酸钡的表面，影响实验结果；
②若沉淀已经洗涤干净只含有硫酸钡，若附着杂质，则可能是氯化钠、氯化钡等含有氯离子的溶液，因此可以检验是否含有氯离子，确定沉淀已经洗涤干净的操作为：将沉淀放在水中，在向其中滴加适量的硝酸银溶液，若无沉淀产生，说明洗涤干净；
③A、滤纸没有紧贴漏斗内壁，会影响过滤的速率，而不会使滤液浑浊，故错误；
B、滤纸破损，会使杂质得不到过滤，使滤液浑浊，故正确；
C、液面高于滤纸边缘，会使待过滤液得不到过滤，使滤液浑浊，故正确；
D、漏斗下端管口没有紧贴烧杯内壁，会使液滴飞溅，而不会影响滤液浑浊，故错误；
故选择BC．
故答案为：防止残留的可溶物会附着在硫酸钡的表面，影响实验结果；将沉淀放在水中，在向其中滴加适量的硝酸银溶液，若无沉淀产生，说明洗涤干净；BC；
（4）根据题意可知发生的反应为硫酸钠和氯化钡的反应，同时生成硫酸钡的质量为23.3g，所以可以据此求出硫酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量，然后得出样品中碳酸钠的质量分数；
设硫酸钠的质量为x
BaCl₂+Na₂SO₄═2NaCl+BaSO₄↓
142 233
x 23.3g
= x=14.2g
故碳酸钠的质量分数为：×100%=80%
答：该样品中纯碱的质量分数为80%．
分析：（1）根据盐酸可以和碳酸钠反应分析盐酸的作用及操作并写出反应的方程式；
（2）根据氯化钡可以和剩下的硫酸钠反应产生硫酸钡沉淀写出反应的方程式；
（3）①洗涤表面的可溶性杂质可使结果更准确；
②根据可能附着的可溶性杂质分析鉴别；
③根据过滤的注意事项及选项分析；
（4）根据硫酸钡沉淀的质量金属硫酸钠的质量，然后计算碳酸钠的质量及质量分数．
点评：熟练掌握常见的碳酸盐和硫酸盐的化学性质，知道可溶性的碳酸盐和硫酸盐都能够和钡离子生成白色的沉淀，但是硫酸钡不溶于盐酸和硝酸，而碳酸钡可以溶于盐酸和硝酸，所以在鉴别硫酸根时要用酸化的钡盐来防止碳酸根离子的干扰．