Question

12．碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关．工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na₂CO₃的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案．请回答下列有关问题：
方案一：气体分析法

（1）把一定量的样品与足量盐酸反应后，用如图装置测定产生CO₂气体的体积，为了测定结果准确，B中的溶液最好采用B
A．Na₂CO₃溶液   B．NaHCO₃溶液   C．NaOH溶液    D．．NaCl溶液
选用该溶液后实验结果仍然不够精确，其原因是CO₂气体中混有的HCl气体与NaHCO₃溶液作用生成CO₂．
方案二：沉淀分析法

（2）操作I涉及的实验名称有过滤、洗涤；
操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、称量．
（3）测得的样品中Na₂CO₃质量分数的计算式为$\frac{106y}{197x}$．

Answer 1

分析 （1）把一定量的混合物与足量盐酸反应，然后用如图装置测定产生的CO₂气体的体积，是利用排液法测定生成二氧化碳的气体体积进行计算，广口瓶中液体是饱和碳酸氢钠；若直接采用如图乙装置，选用该溶液后实验结果仍然不够准确，依据气体中的氯化氢会和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体；
（2）、（3）沉淀分析法的原理为：把样品中加入过量氢氧化钡，经过滤、洗涤，得沉淀A为碳酸钡，经干燥、称量可得碳酸钡质量，根据碳酸钡的质量可计算出样品中碳酸钠的质量分数．

解答 解：（1）利用测定反应生成的二氧化碳气体体积的方法测定，在碳酸氢钠溶液中二氧化碳不反应，溶解度减小，利用装置图排饱和碳酸氢钠溶液测定二氧化碳气体的体积，但选用该溶液后实验结果仍然不够准确，其原因可能是CO₂气体中混有的HCl气体与NaHCO₃溶液作用生成CO₂；
故答案为：B；CO₂气体中混有的HCl气体与NaHCO₃溶液作用生成CO₂；
（2）把样品中加入过量氢氧化钡，经过滤、洗涤，得沉淀A为碳酸钡，经干燥、称量可得碳酸钡质量，
故答案为：过滤；称量；
（3）设Na₂CO₃的质量为a，根据Na₂CO₃～BaCO₃
                         106    197
                          x      y
    a=$\frac{106y}{197}$g，所以样品中Na₂CO₃质量分数为$\frac{106y}{197x}$，
故答案为：$\frac{106y}{197x}$．

点评 本题主要考查二氧化碳和碱石灰的反应，通过本题我们要知道在完成实验时要尽可能的排除可能对实验结果产生影响的因素，例如本题中空气中二氧化碳对实验结果的影响，水蒸气的影响等，题目难度中等．