课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液(主要成分为Na
2CO
3、还含有少量NaCl,其它杂质不计)和石灰乳(氢氧化钙的悬浊液)为原料制备烧碱,并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定.
粗产品制备:
(1)将废碱液加热蒸发浓缩,形成较浓的溶液,冷却后与石灰乳混合,发生反应的化学方程式为
.
(2)将反应后的混合物过滤,得到的滤液进行蒸发结晶,制得NaOH粗产品.
粗产品成分分析:
(1)取适量粗产品溶于水,加入Ba(NO
3)
2溶液出现白色浑浊,发生反应的化学方程式为
,该粗产品中一定不含有
,理由是
.
(2)该小组同学通过对粗产品成分的实验分析,确定该粗产品中含有三种物质.
粗产品含量测定:
Na
2CO
3含量的测定:
(1)该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置.取20.0g粗产品,进行实验.
说明:①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物.
②E装置中的饱和NaHCO
3溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢,发生
的反应为:NaHCO
3+HCl=NaCl+CO
2↑+H
2O.
(2)操作步骤
①连接好装置,检查气密性;
②打开弹簧夹C,在A处缓缓通入一段时间空气;
③称量G的质量;
④关闭弹簧夹C,慢慢滴加浓盐酸至过量,直至D中无气泡冒出;
⑤打开弹簧夹C,再次缓缓通入一段时间空气;
⑥再次称量G的质量,得前后两次质量差为4.8g.
(3)问题探究
①F中的试剂应为
.
②B装置的作用是
,H装置的作用是
.
③若没有H装置,则测定的Na
2CO
3的质量分数会
(填“偏大”、“偏小”、“不变”).
事实上20.0g粗产品只能产生4.4g CO
2.请你仔细分析上述实验,解释实验值4.8g比正确值4.4g偏大的原因(假设操作均正确)
.
(4)数据计算
根据正确值4.4g可求得粗产品中Na
2CO
3的质量分数为
%.
NaOH含量的测定:
该小组同学又另取20.0g粗产品,逐滴加入20%的盐酸至恰好完全反应时,消耗盐酸的质量为73g,放出CO
2 4.4g(不考虑二氧化碳气体的溶解).求原粗产品中NaOH的质量分数.(写出计算过程)