某研究性学习小组设计了测定纯碱(Na
2CO
3)样品(只含NaCl杂质)中Na
2CO
3质量分数的实验方案.请回答下列问题:
小资料:碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
(1)气体法。
【原理思路】利用Na
2CO
3与稀硫酸反应产生CO
2,通过测量丙装置实验前后的质量得出CO
2质量,从而计算碳酸钠的质量分数。(不考虑原装置内空气的影响)
【实验分析】小科同学根据以上思路,设计了如图1的实验装置。
图1
①实验装置乙中盛放的试剂为
,
其作用是
;
装置丁中碱石灰的作用是
。(填字母)
A.吸收Na
2CO
3与稀硫酸反应产生CO
2 B.防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C.干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快,会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数
(填写“偏高”“偏低”或“不变”).
③小明同学认为小科的方案存在问题,即使操作规范下也会造成结果偏低,你
认为他的理由是
,应该将装置甲中双孔橡
胶塞换成三孔橡胶塞,并增加图2装置,实验结束后缓缓通入一段时间空气,
目的是
,其中NaOH溶液的作用是
。
图2
(2)沉淀法.
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀,通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中,加水使其完全溶解;
②加入过量的CaCl
2溶液充分反应。证明CaCl
2过量(即Na
2CO
3已完全反应)的方法是: 静置,向上层清液中滴加
溶液,如果没有白色沉淀生成,证明CaCl
2过量;
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g,操作X的名称是
,如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数
(填写“偏高”“偏低”或“不变”)。
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为
。(写出计算过程,结果保留至0.1%,共3分)