Question

（2008?玄武區一模）某變質的NaOH固體中含有Na₂CO₃．老師安排第一小組做除去NaOH溶液中Na₂CO₃的實驗．第二小組同學做測定該固體混合物中Na₂CO₃質量分數的實驗．
Ⅰ、第一小組的同學取一定量的該固體溶于水，得到混合溶液，為了除去溶液中的Na₂CO₃雜質，甲、乙、丙、丁四位同學分別選擇下列試劑進行實驗．其中合理的是______．
甲：適量稀鹽酸乙：過量KOH溶液丙：適量Ca（OH）₂溶液丁：適量CaCl₂溶液．
Ⅱ、第二小組利用電子天平測定NaOH和Na₂CO₃的混合物中Na₂CO₃的質量分數（裝置見下圖，不考慮水與氯化氫的揮發），實驗數據如表：

稱   量   項   目	質量（g）
NaOH和Na2CO3的混合物	10.00
錐形瓶+稀鹽酸質量（過量）	141.20
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物（反應開始后15秒）	149.20
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物（反應開始后35秒）	149.00
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物（反應開始后55秒）	149.00

（1）寫出固體混合物與鹽酸發生化學反應的化學方程式：______、______．
（2）試通過分析計算出混合物中Na₂CO₃的質量分數為多少．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、要除去氫氧化鈉中的雜質碳酸鈉，應選用能和碳酸鈉反應，但不與氫氧化鈉反應的物質，并且生成物中不能引入新雜質；
Ⅱ、由題中實驗方案和實驗數據可知氫氧化鈉和碳酸鈉都與鹽酸發生了化學反應，但只有碳酸鈉和鹽酸反應才會生成氣體，所以可根據質量守恒定律求出反應生成的氣體的質量，進而求出碳酸鈉的質量，最后求出混合物中碳酸鈉的質量分數．
解答：解：Ⅰ、要除去氫氧化鈉中的雜質碳酸鈉，應選用能和碳酸鈉反應，但不與氫氧化鈉反應的物質，并且生成物中不能引入新雜質．
甲：稀鹽酸不僅會與碳酸鈉反應，還會與目標物質氫氧化鈉反應，而且會生成新雜質氯化鈉，所以甲不正確；
乙：KOH溶液不會與碳酸鈉溶液反應，無法除去雜質，所以乙不正確；
丙：加入適量Ca（OH）₂溶液后，氫氧化鈣會與碳酸鈉反應生成氫氧化鈉和碳酸鈣沉淀，碳酸鈣沉淀可以過濾除去，既除去了雜質，又沒有引入新的雜質，所以丙正確；
丁：CaCl₂溶液與碳酸鈉反應生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀，引入了新雜質氯化鈉，所以丁不正確．
故答案為：丙
Ⅱ、（1）∵氫氧化鈉和碳酸鈉都會與鹽酸發生反應，
∴固體混合物與鹽酸發生化學反應的化學方程式為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
（2）由題中實驗數據分析可知，NaOH和Na₂CO₃的混合物與過量鹽酸充分反應后的總質量為149克，所以反應生成二氧化碳的質量為：141.20g+10.0g-149.0g=2.2g
設原混合物中Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     2.2g

x=5.3g
∴混合物中Na₂CO₃的質量分數為：（5.3g÷10.0g）×100%=53.0%
答：混合物中Na₂CO₃的質量分數為53.0%．
點評：本題綜合考查實驗方案的設計與評價問題，同時要求準確分析，找出有效數據進行計算．