Question

某品牌純堿中含有少量氯化鈉。某化學探究小組欲測定該品牌純堿的純度（即碳酸鈉的質量分數）。（一）甲組同學設計如圖所示實驗：

【實驗步驟】
①組裝好如圖儀器，并檢查                   ；
②稱取13.0g樣品放入錐形瓶中，加入少量蒸餾水溶解，并在其他裝置中加入相應的藥品；
③稱量裝置C的質量；
④打開分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再產生氣泡為止；
⑤再次稱量裝置C 的總質量；
⑥計算出樣品中碳酸鈉的質量分數。
【實驗分析】
（1）A裝置中反應的化學方程式為                                       。
（2）B裝置的作用是                                       。
（3）如果沒有B裝置則所測樣品中碳酸鈉的質量分數     。（填偏大、偏小、不變）
（4）小明提出能否用鹽酸代替硫酸？同學們經過討論認為不能，理由是                             。
（5）稱得純堿樣品的質量為13.0g，實驗前、后C裝置（包含藥品）的質量分別為61.2g和65.6g，則該純堿樣品的純度為         %（精確到0.1%）。
（二）乙組同學采用生成沉淀的方法來測定樣品中純堿的質量分數，設計了如下實驗：

（1）判斷加入氯化鋇溶液是否過量的合適方法是         ，然后觀察現象判斷。
A．靜置混合物X，向上層清液中繼續滴加氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則氯化鋇已經過量； 
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成則說明氯化鋇已經過量。
（2）判斷濾渣是否洗滌干凈，可以采取向最后的洗出液中滴加         ，然后觀
察現象判斷。
A．氯化鋇溶液      B．稀硫酸       C．硝酸銀溶液       D．稀鹽酸
（3）根據實驗數據，乙組測得樣品中碳酸鈉的質量分數為         %（精確到0.1%）。
【實驗反思】
甲乙兩組同學所測該品牌中碳酸鈉的質量分數，你認為       組（填“甲”或“乙”）更準確，另一組存在較大偏差的原因可能是                            。

Answer 1

【實驗步驟】①裝置的氣密性
【實驗分析】（1）Na₂CO₃+H₂SO₄＝Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑ （2）除去水蒸氣  （3）偏大
（4）鹽酸揮發出氯化氫氣體被裝置C吸收，影響實驗測定  （5）81.5%  （二）（1）A （2）B、C
【實驗反思】乙組 因甲組中生成的二氧化碳殘留在錐形瓶中，未被裝置C吸收，影響實驗測定。

解析試題分析：依據實驗目的：要測定該品牌純堿的純度（即碳酸鈉的質量分數），通過測定二氧化碳的質量倆確定碳酸鈉的質量，所以要保證二氧化碳的質量準確。
（一）首先要檢查裝置的氣密性，確保裝置不漏氣；
【實驗分析】（1）A裝置中是硫酸與碳酸鈉生成氯化鈉、二氧化碳和水的反應，化學方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄＝Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；（2）因為生成的氣體中含有水蒸氣，所以B裝置是除去二氧化碳中的水蒸氣，得到純凈的二氧化碳；（3）C中氫氧化鈉固體能吸水并且能與二氧化碳反應，所以如果沒有B裝置，會使C的質量增大，即生成二氧化碳的質量增大，從而利用化學方程式計算出的碳酸鈉質量增大，使所測樣品中碳酸鈉的質量分數偏大；（4）鹽酸具有揮發性，鹽酸揮發出氯化氫氣體被裝置C吸收，影響實驗測定，所以不能替代稀硫酸；（5）因為C增大的質量是生成的二氧化碳的質量，為65.6g-61.2g=4.4g，再依據碳酸鈉和稀硫酸反應的化學方程式計算出碳酸鈉的質量為10.6g，×100%≈81.5%；
（二）①判斷加入氯化鋇溶液是否過量的合適方法是：靜置混合物X，向上層清液中再滴少許氯化鋇溶液，如有沉淀生成，說明氯化鋇溶液不足；不能用稀硫酸，因為如果氯化鋇不過量，則有碳酸鈉剩余，而稀硫酸能與碳酸鈉反應生成氣體，使實驗結果不準確，故選A；
②判斷濾渣是否洗滌干凈，實際上是檢驗過量的氯化鋇溶液是否洗凈；氯化鋇可與稀硫酸和碳酸鈉溶液反應生成硫酸鋇和碳酸鋇沉淀，通過觀察是否有沉淀生成可判斷氯化鋇溶液是否洗凈；故選BC；
③根據白色固體是碳酸鋇為9.85g，據其質量結合方程式BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl計算出碳酸鈉的質量5.3g，進而計算樣品中碳酸鈉的質量分數：×100%≈88.3%；
【實驗反思】乙組測定結果更準確， 因甲組實驗裝置中反應前充滿空氣，反應后是生成的二氧化碳，殘留在錐形瓶中，未被裝置C吸收，影響實驗測定，使實驗結果偏少。
考點：實驗方案的設計與評價；化學方程式的書寫與計算；常見酸的性質