Question

5．化学兴趣小组的同学为测定某Na₂CO₃和NaCl的固体混合物样品中Na₂CO₃的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答．

（1）甲同学用图1所示装置测定CO₂的质量．实验时稀硫酸是与样品中的Na₂CO₃（填“Na₂CO₃”或“NaCl”）发生反应．仪器b的名称是分液漏斗．洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是除去CO₂中的水蒸气．如果省略通氮气的步骤，实验测得二氧化碳的质量将会偏小（偏大、偏小、无影响）
（2）乙同学用如图2所示方法和步骤实验：
①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．
②乙测得的样品中Na₂CO₃质量分数的计算式为$\frac{106y}{197x}$．
（3）标准状况下，将672mL CO₂气通入50mL1mol/LKOH溶液中，完全反应后，所得溶液中K₂CO₃和KHCO₃的物质的量之比为（设反应前后溶液体积变化忽略不计）2：1．

Answer 1

分析 （1）由图可知，锥形瓶中碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳，仪器b为分液漏斗，盛放硫酸，c中浓硫酸可干燥二氧化碳，氮气可将装置中的二氧化碳排到球形干燥管中，利用干燥管的增重可知二氧化碳的质量；
（2）由实验流程可知，Na₂CO₃和NaCl的固体混合物，加足量氢氧化钡时生成沉淀A为碳酸钡，操作I为过滤，分离出沉淀，操作II为干燥、称量，则碳酸钡的质量为yg，结合碳酸根离子守恒可计算；
（3）n（CO₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（KOH）=0.05L×1mol/L=0.05mol，设K₂CO₃和KHCO₃的物质的量分别为x、y，则
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{2x+y=0.05}\end{array}\right.$，以此来解答．

解答 解：（1）甲同学用图1所示装置测定CO₂的质量．实验时稀硫酸是与样品中的Na₂CO₃发生反应．仪器b的名称是分液漏斗．洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是除去CO₂中的水蒸气，如果省略通氮气的步骤，装置中二氧化碳不能全部被排出，则实验测得二氧化碳的质量将会偏小，
故答案为：Na₂CO₃；分液漏斗；除去CO₂中的水蒸气；偏小；
（2）由实验流程可知，Na₂CO₃和NaCl的固体混合物，加足量氢氧化钡时生成沉淀A为碳酸钡，操作I为过滤，分离出沉淀，操作II为干燥、称量，则碳酸钡的质量为yg，①由上述分析可知，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，
故答案为：过滤；称量；
②由碳酸根离子守恒可知，样品中Na₂CO₃质量分数为$\frac{\frac{yg}{197g/mol}×106g/mol}{xg}$×100%=$\frac{106y}{197x}$，
故答案为：$\frac{106y}{197x}$；
（3）n（CO₂）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（KOH）=0.05L×1mol/L=0.05mol，设K₂CO₃和KHCO₃的物质的量分别为x、y，则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{2x+y=0.05}\end{array}\right.$，解得x=0.02mol、y=0.01mol，则n（K₂CO₃）：n（KHCO₃）=2：1，
故答案为：2：1．

点评 本题考查物质的含量测定实验，为高频考点，把握实验装置的作用、实验流程、测定原理、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的严密性及元素化合物知识的应用，题目难度不大．