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【题目】过碳酸钠(Na2CO4)在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用,某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验:
【实验目的】测定过碳酸钠样品(含有的杂质不溶于水且不与酸反应)的纯度.
【实验原理】2Na2CO4+4HCl═4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O
【实验装置】

【交流与讨论】
(1)Ⅰ.甲同学认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度.
装置②的作用是:
(2)装置③的作用是:
其中装置③的短导管应与装置④的接口相连(填“a”或“b”);
(3)称取适量样品与足量浓盐酸充分反应后,收集到的氧气的体积为3.36L(标准状况下),则称取的样品质量应大于g;
(4)Ⅱ.乙同学认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置②的质量差)就可测定样品的纯度.但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度,结果可能会偏高,你认为原因可能是(填序号)
A.浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收
B.二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C.装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
但丙同学认为用乙同学的方案测得的样品纯度也可能会偏低,你认为原因可能是(已知装置不漏气,试剂足量)
(5)Ⅲ.丙同学提出了一种新方案,得到了大家的一致认可:称取样品12.5g,滴加足量浓盐酸至样品反应完全,再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干,称得剩余固体11.7g.则该样品的纯度为

【答案】
(1)除去二氧化碳和氯化氢气体
(2)验证二氧化碳是否被除尽,b
(3)36.6
(4)ABC,①②装置内还有残余的CO2未被NaOH溶液吸收
(5)97.6%
【解析】解:Ⅰ.(1)装置②中浓氢氧化钠的作用是除去二氧化碳和氯化氢气体,

所以答案是:除去二氧化碳和氯化氢气体;

(2)装置③中澄清石灰水的作用是验证二氧化碳是否被除尽;其中装置③的短导管应与装置④的b导气管连接,排液体量气法测定气体体积;

所以答案是:验证二氧化碳是否被除尽;b;

(3)设收集到的氧气的体积为3.36L(即4.8g),需要过碳酸钠的质量为x,

2Na2CO4+4HCl═4NaCl+2CO2↑+

O2↑+2H2O

244

32

x

4.8g

=

x=36.6g;

装置中和排液过程中会损耗,称取的样品质量应大于36.6g;

所以答案是:36.6;

Ⅱ.测得二氧化碳的体积偏大,原因可能有:浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收;二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收;装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收;所以ABC正确;

丙同学认为用乙同学的方案测得的样品纯度也可能会偏低的原因为①②装置内还有残余的CO2未被NaOH溶液吸收;

所以答案是:ABC;①②装置内还有残余的CO2未被NaOH溶液吸收;

Ⅲ.设样品中过碳酸钠的质量为y,

2Na2CO4+4HCl═

4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O

244

234

y

11.7g

= ,y=12.2g

该样品的纯度为: ×100%=97.6%,

所以答案是:97.6%.

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