Question

（2013?通州区二模）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

不再产生气泡

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

80%

．甲和丙中反应的化学方程式为

Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑

、

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

．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

装置中的空气没有排净，其中含有二氧化碳

．（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

②④①③④①

（填字序号，可重复）．
【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

．
（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

．

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

106

44

=

X

4.4g

X=10.6g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：

10.6g

13.25g

×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．

点评：本题主要考查了化学方程式的书写、质量分数的求法、实验装置的连接等方面的知识，书写化学方程式时要注意规范性．