Question

化學興趣小組設計以下實驗方案,測定某已部分變質的小蘇打樣品中Na₂CO₃的質量分數。
【方案一】 稱取一定質量的固體樣品,通過加熱至恒重后冷卻,稱量剩余固體質量,計算。
(1)下列儀器中,在灼燒固體樣品時必須用到的是　　　　(填名稱)。 

(2)實驗中需加熱至恒重的目的是:　                                      。
(3)實驗中確定加熱至恒重的方法是:　                                      。
(4)若加熱過程中有晶體迸濺出來,則測得的結果　　　　(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
【方案二】 稱取一定質量樣品,置于小燒杯中,加適量水溶解;向小燒杯中加入足量Ba(OH)₂溶液,過濾,洗滌,干燥沉淀,稱量固體質量,計算。
(已知:Ba²⁺+OH^-+HCBaCO₃↓+H₂O)
(1)過濾操作中,除了燒杯、漏斗外,還要用到的玻璃儀器為                    　　。
(2)實驗中判斷沉淀是否完全的方法是　                               。
(3)實驗中洗滌沉淀的操作是　                                             。
(4)實驗中判斷沉淀是否洗滌干凈的方法是　                                  。
【方案三】 按如圖所示裝置進行實驗:

(1)B裝置內所盛試劑是　　　　;D裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　;分液漏斗中　　　　(填“能”或“不能”)用鹽酸代替稀硫酸進行實驗。
(2)實驗前稱取17.9 g樣品,實驗后測得C裝置增重8.8 g,則樣品中Na₂CO₃的質量分數為　　　　。
(3)根據此實驗測得的數據,測定結果有誤差,因為實驗裝置還存在一個明顯缺陷是　             。

Answer 1

【方案一】 (1)坩堝、泥三角
(2)保證NaHCO₃分解完全
(3)兩次稱量固體的質量差不超過0.1 g
(4)偏小
【方案二】 (1)玻璃棒
(2)靜置,向上層清液滴加一滴Ba(OH)₂溶液,觀察是否有白色沉淀生成
(3)向漏斗里加入蒸餾水,使水面沒過沉淀物,等水自然流完后,重復操作2～3次
(4)取少量最后一次洗滌沉淀的濾液于試管中,滴加一滴Na₂SO₄溶液,觀察是否有白色沉淀生成
【方案三】 (1)濃H₂SO₄　防止空氣中的水蒸氣、CO₂進入C裝置　不能
(2)29.6%
(3)缺少一套將A、B內的CO₂氣體驅趕到C里的裝置(或其他合理答案)

【方案一】 小蘇打受熱分解,根據反應前后固體質量的變化,可以測定小蘇打樣品中Na₂CO₃的質量分數。(1)給固體灼燒需用到的儀器有:酒精燈、三腳架、坩堝、泥三角、坩堝鉗。(2)加熱至恒重的目的是保證NaHCO₃分解完全。(3)當兩次稱量剩余固體的質量差不超過0.1 g時,說明已經加熱至恒重。(4)加熱過程中迸濺出晶體時,最后剩余的固體質量減小,求出的小蘇打的質量增大,進而求出的蘇打的質量減小。
【方案二】 (1)過濾操作中用到的儀器有:鐵架臺(附鐵圈)、燒杯、漏斗、玻璃棒、濾紙。(2)判斷沉淀是否完全的方法是:靜置,向上層清液中繼續滴加沉淀劑,若有沉淀生成,則說明沉淀不完全;若無沉淀生成,則說明沉淀已完全。(3)洗滌沉淀的操作是向漏斗里加入蒸餾水,使水面沒過沉淀物,等水自然流完后,重復操作2～3次。(4)要判斷沉淀是否洗干凈就要分析如果沒有洗凈,洗滌液中含有何種易于鑒別的離子,然后取最后一次的洗滌液,選擇適當的試劑進行實驗,該題若沒有洗干凈,會含有OH^-、Ba²⁺、HC、C離子,現象明顯的是用S鑒別Ba²⁺。
【方案三】 (1)A裝置是將樣品中的Na₂CO₃、NaHCO₃完全轉化為CO₂,產生的CO₂被C裝置吸收,通過稱量C裝置吸收前后的質量差(即產生的CO₂的質量),可以求出Na₂CO₃和NaHCO₃的質量,進而求出小蘇打樣品中Na₂CO₃的質量分數。由于堿石灰既能吸收CO₂又能吸收水蒸氣,所以從A裝置中出來的氣體在進入C裝置前,必須除去CO₂氣體中的水蒸氣,C裝置后面必須連接一防止空氣中的水蒸氣、CO₂進入的裝置。用鹽酸代替稀硫酸進行實驗時,揮發出來的HCl氣體會被C裝置吸收而導致測定結果不準確。(2)設樣品中Na₂CO₃的物質的量為x,NaHCO₃的物質的量為y。則有:44 g·mol^-1(x+y)="8.8" g,106 g·mol^-1 x+84 g·mol^-1 y="17.9" g,解得:
x="0.05" mol,y="0.15" mol。可求出樣品中Na₂CO₃的質量分數為29.6%。(3)由于A、B裝置內的CO₂氣體無法完全進入C裝置里,導致實驗測得的結果有誤差,應增加一套將A、B內的CO₂氣體驅趕到C里的裝置(合理
即可)。