Question

氫氧化鈉固體常因吸收空氣中的二氧化碳而變質．某研究性學習小組為探究氫氧化鈉固體樣品中的碳酸鈉的質量分數（僅考慮樣品為NaOH和Na₂CO₃的混合物），設計了多種實驗方案，請結合以下方案回答有關問題：
方案一：
稱取一定量的氫氧化鈉樣品，加水溶解后，逐滴加入沉淀劑氫氧化鋇溶液至不再產生沉淀為止．將沉淀過濾、洗滌、烘干、稱量．
則：（1）沉淀洗滌的目的是______，若不洗滌，則所測定的樣品中碳酸鈉的質量分數______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．證明沉淀已經洗滌干凈的方法：向最后一次洗滌后的濾液中加入______試劑（填化學式），若無沉淀產生，說明洗滌干凈．
方案二：
（2）利用下圖裝置測定氫氧化鈉樣品中 Na₂CO₃的質量分數，則必需的數據有：樣品質量、反應前

錐形瓶及其中各物質的總質量、______．該方案有誤差，請寫出引起誤差的一個原因：______．
方案三：



（3）操作Ⅰ中加入稀鹽酸應過量的原因是______，
操作Ⅱ中需要的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、玻璃棒、酒精燈和______，若該方案中樣品質量為9.3g，最終稱量冷卻后的晶體質量為11.7g．
為計算碳酸鈉的質量分數，小剛同學通過列二元一次方程組的辦法得到兩個表達式：
設樣品中NaOH的質量為x，Na₂CO₃的質量為y．

x+y=9.3     x 40 ×58.5+ y 106 ×58.5=11.7

請判斷這兩個方程組中是否存在問題，若有錯誤，請將糾正后的方程寫在橫線上：______．
經計算碳酸鈉的質量分數為______．（寫出計算過程）

Answer 1

（1）因為在沉淀表面的可溶性雜質氫氧化鈉，所以沉淀洗滌的目的是：除去沉淀表面的可溶性雜質；若不洗滌，雜質氫氧化鈉的質量當作沉淀物的質量，即樣品中所含的碳酸根偏大，導致碳酸鈉的質量分數偏大；根據Ba²⁺ 的檢驗方法，滴加含有硫酸根的試劑即可，選用CuSO₄；
故答案為：除去沉淀表面的可溶性雜質；偏大；CuSO₄等；
（2）根據質量守恒定律：在化學反應中，參加反應前各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和；所以必需的數據有：樣品質量、反應前錐形瓶及其中各物質的總質量、反應后錐形瓶及其中各物質的總質量；反應進行時，CO₂逸出時會帶有水蒸氣；
故答案為：反應后錐形瓶及其中各物質的總質量；水蒸氣會隨CO₂逸出；
（3）要使氫氧化鈉樣品中 的物質完全反應，必須加入過量稀鹽酸；
NaOH中鈉元素的量，生成氯化鈉的質量為：

x

40

×58.5
Na₂CO₃中鈉元素的量，生成氯化鈉的質量為：2×

y

106

×58.5
設樣品中NaOH的質量為x，Na₂CO₃的質量為y．
x+y=9.3g

x

40

×58.5+

y

106

×117=11.7   解得：x=4g；y=5.3g；
因此糾正后的方程為：

x

40

×58.5+

y

106

×117=11.7；
碳酸鈉質量分數=

5.3

9.3

×100%=57%；
故答案為：使氫氧化鈉、碳酸鈉完全反應；蒸發皿；

x

40

×58.5+

y

106

×117=11.7；  57%．