Question

我校化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究，在老师的指导下，他们设计了下列两种实验方案进行试验．
资料信息：Ⅰ．工业上制得的纯碱中常含有氯化钠杂质Ⅱ．碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳
【方案一】
（1）取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl₂溶液．
（2）将反应后的混合物进行过滤，将滤渣进行洗涤、干燥、称量，通过计算后即可得到该样品中碳酸钠的质量分数．如果不洗涤滤渣会造成测定结果

 

（填“偏小”、“偏大”或“不变”）；判断滤渣已经洗涤干净的方法是

 

．
【方案二】
利用如图所示实验装置（铁架台略去）和试剂，通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO₂气体的质量，计算出Na₂CO₃的质量分数（装置气密性良好，忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的）．
（3）打开止水夹K，先向装置A和B（已连接）中通入一段时间氮气，再连接装置C和D．
（4）关闭止水夹K，加入足量的稀盐酸，装置A中发生反应的化学方程式为

 

．
（5）待装置A中的反应结束后，打开止水夹K，继续往装置中通入一段时间氮气．装置

 

（填标号）在反应前后的质量差就是产生CO₂的质量，由此计算出该样品中Na₂CO₃的质量分数．根据分析，步骤3和步骤5中两次通入氮气的作用分别是

 

、

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（2）根据沉淀表面可能附着一层可溶性物质会使质量增加分析对质量的影响；根据沉淀附着的物质的性质分析判断洗涤干净的方法；
（4）根据碳酸钠与盐酸的反应，写出反应的化学方程式；
（5）由于氢氧化钠能吸收二氧化碳分析；根据防止装置中原有的二氧化碳会对实验结果影响、让反应生成的二氧化碳能被氢氧化钠全部吸收分析两次通入氮气的作用．

解答：解：（2）由题意可知，不洗涤碳酸钙表面可能会附着一层可溶性物质使沉淀物质量增加，所以使得计算出的碳酸钠的质量分数偏大；由于加入的氯化钙是过量的，如果沉淀洗涤干净，洗涤液中就不含有氯离子，所以检验洗涤干净的方法是：取洗涤液少许，滴加硝酸银溶液不产生沉淀．
（4）由题意可知，装置A中盐酸与碳酸钠发生了反应，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（5）由于氢氧化钠能吸收二氧化碳，所以，装置C在反应前后的质量差就是产生CO₂的质量，由此计算出该样品中Na₂CO₃的质量分数．为了防止装置中原有的二氧化碳会对实验结果影响，所以步骤3中通入氮气的作用是排净装置A、B中原有的二氧化碳；为了让反应生成的二氧化碳能被氢氧化钠全部吸收，所以，步骤5中通入氮气的作用是排净装置A、B中生成的二氧化碳，让氢氧化钠全部吸收．
故答为：（2）偏大，取洗涤液少许，滴加硝酸银溶液不产生沉淀；（4）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；（5）C，排净装置A、B中原有的二氧化碳；使装置A、B中的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收．

点评：合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．