Question

請(qǐng)從以下I、II兩道題中任選一道完成：
I．現(xiàn)有氯化鈉和碳酸鈉的混合物20克，為了除掉其中的碳酸鈉，得到純凈的氯化鈉溶液，小明同學(xué)將該混合物放入一定量的水中配制成60克溶液，再向其中加入50克氯化鈣溶液，恰好完全反應(yīng)，生成了白色沉淀，過濾后得到100克溶液．
（1）求所得氯化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（要求寫出計(jì)算過程）．
（2）小明同學(xué)的方案中氯化鈣溶液很容易過量而引入新的雜質(zhì)，你提出的既能除去碳酸鈉雜質(zhì)，又能有效地防止新雜質(zhì)引入的新方案是：

 

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II．已知某純堿試樣中含有氯化鈉，為測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（已知裝置A中試劑X為氫氧化鈉溶液，堿石灰為氫氧化鈉與氧化鈣固體的混合物）

主要步驟如下：①按圖組裝儀器，并檢查裝置氣密性；②準(zhǔn)確稱得6.0g純堿試樣放入裝置B的廣口瓶中：
③從A中導(dǎo)管緩緩?fù)ㄈ肟諝庖欢螘r(shí)間后，關(guān)閉彈簧夾；④稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為183.4g；
⑤從分液漏斗中滴入98g稀硫酸時(shí)氣泡不再產(chǎn)生：⑥打開彈簧夾，再?gòu)腁中導(dǎo)管緩慢通入空氣一段時(shí)間；
⑦再次稱量干燥管D的總質(zhì)量為185.6g．
（1）試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（要求寫出計(jì)算過程）．
（2）為了減小誤差，步驟③和⑥中都通入了一段時(shí)間的空氣，請(qǐng)就其中一處談?wù)勅羰÷栽摬襟E后對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響

 

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Answer 1

分析：I．（1）由于NaCl和Na₂CO₃的混合物中只有碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，因此恰好完全反應(yīng)后，過濾除去碳酸鈣沉淀，所得濾液為氯化鈉溶液，其中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

原混合物中氯化鈉+反應(yīng)生成的氯化鈉

濾液的質(zhì)量100g

×100%；運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量差即為生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，由碳酸鈣的質(zhì)量可計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量、反應(yīng)生成氯化鈉的質(zhì)量，混合物的質(zhì)量與碳酸鈉質(zhì)量差即為原混合物中氯化鈉的質(zhì)量．
（2）除去氯化鈉中的碳酸鈉，實(shí)質(zhì)就是除去碳酸根離子，為了不帶入新的雜質(zhì)，可用稀鹽酸把碳酸根轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w而除去．
II．（1）分析實(shí)驗(yàn)前后裝置D質(zhì)量變化，并由此質(zhì)量差根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)裝置的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�分析鼓入空氣這一操作的目的，為了排除空氣中二氧化碳的干擾，要把二氧化碳除去．

解答：解：I．（1）由質(zhì)量守恒定律得，生成CaCO₃的質(zhì)量為：60g+50g-100g=10g
設(shè)參加反應(yīng)的Na₂CO₃的質(zhì)量為x，生成的NaCl的質(zhì)量為y，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100      117
x            10g       y

106

x

=

100

10g

=

117

y

x=10.6g，y=11.7g
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為：20g-10.6g+11.7g=21.1g
濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

21.1g

100g

×100%=21.1%；
（2）除去氯化鈉中的碳酸鈉，實(shí)質(zhì)就是除去碳酸根離子，用稀鹽酸即能除去碳酸鈉雜質(zhì)，又能有效地防止新雜質(zhì)引入．故答案為：向混合液中滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止；
II．（1）解：反應(yīng)中放出二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量=185.6g-183.4g=2.2g
設(shè)放出2.2g二氧化碳消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       2.2g

106

x

=

44

2.2g

，x=5.3g
純堿樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5.3g

6g

×100%=88.3%；
（2）由題意可知我們是通過測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量來(lái)測(cè)定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若省略該步驟后測(cè)得D質(zhì)量會(huì)增加，使結(jié)果偏大．故答案為：偏大．

點(diǎn)評(píng)：（1）運(yùn)用質(zhì)量守恒定律分析反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量差，得出題目隱含的已知條件沉淀碳酸鈣的質(zhì)量，體現(xiàn)出分析問題的能力．
（2）通過本題我們要知道在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡可能的排除可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，水蒸氣的影響等．