Question

美丽的青海湖不仅让我们感受到自然之美，当地的居民还能从青海湖内“冬天捞碱、夏天捞盐”．当地学校的某化学兴趣小组对捞出来的纯碱进行研究，有的同学认为捞出来的全是碳酸钠，有的同学认为捞出来的纯碱中混有少量的氯化钠．现在他们准备以一包冬天捞出来的纯碱（若含有杂质，只考虑为氯化钠）为研究对象，探究该纯碱样品中碳酸钠的质量分数．小组通过讨论设计了下图中的装置，请你参与探究．（实验前活塞都关闭）

【实验一】称取13.25g纯碱样品完全溶于水，放入甲中，称量丙装置的质量为355g，打开b、c，甲中现象为　　时，再称量丙装置的质量为359.4g，通过计算得出纯碱样品中碳酸钠的质量分数为　　．甲和丙中反应的化学方程式为　　、　　．同学们通过讨论认为上述方法并不能准确测量，其理由可能是　　．（写一条即可）

【实验二】通过讨论，改进后的实验步骤如下：

①称量丙装置的质量．

②称量样品，检查装置气密性．

③关闭a，打开b，注入足量的稀盐酸．

④打开a、d，鼓入氮气一会儿．

其正确顺序为　②　（填字序号，可重复）．

【表达与交流】

（1）此实验中丁装置的作用是　　．

（2）此实验中鼓入氮气的作用是　　．

Answer 1

分析：

向甲中加入稀盐酸时，甲中的碳酸钠和稀盐酸反应能生成氯化钠、水和二氧化碳，当碳酸钠完全反应时，不再产生气泡，通过数据可以计算碳酸钠的质量分数； 测定反应生成的二氧化碳的质量时，装置中的空气中含有二氧化碳，对实验结果会产生一定的影响，反应前应该把装置中的空气排尽，反应后应该把装置中的二氧化碳完全排入丙中； 空气中的二氧化碳进入丙中时，也会影响实验结果，应该采取措施防止空气中的二氧化碳进入丙中．

解答：

解：【实验一】 甲中不再产生气泡时，说明已经完全反应． 故填：不再产生气泡． 反应生成的二氧化碳的质量为：359.4g﹣355g=4.4g， 设样品中碳酸钠的质量为X， Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑  106                 44   X                  4.4g = X=10.6g 纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：×100%=80%，  故填：80%． 碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑． 故填：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑． 二氧化碳和氢氧化钠反应能生成碳酸钠和水，化学方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O． 故填：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O． 上述方法并不能准确测量，这是因为装置中的空气没有排净，其中含有二氧化碳，产生的二氧化碳没有被氢氧化钠溶液完全吸收等． 故填：装置中的空气没有排净，其中含有二氧化碳． 【实验二】 改进后的实验步骤应该是，先称量样品，检查装置气密性，打开a、d，鼓入氮气一会儿，把装置中的空气排尽，称量丙装置的质量，关闭a，打开b，注入足量的稀盐酸，再打开a、d，鼓入氮气一会儿，使二氧化碳完全被氢氧化钠溶液吸收，再称量丙装置的质量． 故填：②④①③④①． 【表达与交流】 （1）此实验中丁装置的作用是：检验产生的二氧化碳已被完全吸收，同时防止空气中的二氧化碳进入丙中． 故填：检验产生的二氧化碳已被完全吸收，同时防止空气中的二氧化碳进入丙中． （2）此实验中鼓入氮气的作用是：开始时将装置中的空气排净，结束时将产生的二氧化碳全部排入氢氧化钠溶液中吸收． 故填：开始时将装置中的空气排净，结束时将产生的二氧化碳全部排入氢氧化钠溶液中吸收．