Question

请从以下I、II两道题中任选一道完成：
I．现有氯化钠和碳酸钠的混合物20克，为了除掉其中的碳酸钠，得到纯净的氯化钠溶液，小明同学将该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克氯化钙溶液，恰好完全反应，生成了白色沉淀，过滤后得到100克溶液．
（1）求所得氯化钠溶液中溶质的质量分数：（要求写出计算过程）．
（2）小明同学的方案中氯化钙溶液很容易过量而引入新的杂质，你提出的既能除去碳酸钠杂质，又能有效地防止新杂质引入的新方案是：

 

．
II．已知某纯碱试样中含有氯化钠，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图装置进行实验．（已知装置A中试剂X为氢氧化钠溶液，碱石灰为氢氧化钠与氧化钙固体的混合物）

主要步骤如下：①按图组装仪器，并检查装置气密性；②准确称得6.0g纯碱试样放入装置B的广口瓶中：
③从A中导管缓缓通入空气一段时间后，关闭弹簧夹；④称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为183.4g；
⑤从分液漏斗中滴入98g稀硫酸时气泡不再产生：⑥打开弹簧夹，再从A中导管缓慢通入空气一段时间；
⑦再次称量干燥管D的总质量为185.6g．
（1）试样中纯碱的质量分数为多少？（要求写出计算过程）．
（2）为了减小误差，步骤③和⑥中都通入了一段时间的空气，请就其中一处谈谈若省略该步骤后对测量结果造成的影响

 

．

Answer 1

分析：I．（1）由于NaCl和Na₂CO₃的混合物中只有碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，因此恰好完全反应后，过滤除去碳酸钙沉淀，所得滤液为氯化钠溶液，其中溶质的质量分数=

原混合物中氯化钠+反应生成的氯化钠

滤液的质量100g

×100%；运用质量守恒定律，反应前后物质质量差即为生成沉淀碳酸钙的质量，由碳酸钙的质量可计算混合物中碳酸钠的质量、反应生成氯化钠的质量，混合物的质量与碳酸钠质量差即为原混合物中氯化钠的质量．
（2）除去氯化钠中的碳酸钠，实质就是除去碳酸根离子，为了不带入新的杂质，可用稀盐酸把碳酸根转化为二氧化碳气体而除去．
II．（1）分析实验前后装置D质量变化，并由此质量差根据化学方程式计算样品中碳酸钠的质量，求出样品中碳酸钠的质量分数；
（2）根据装置的特点及实验目的，分析鼓入空气这一操作的目的，为了排除空气中二氧化碳的干扰，要把二氧化碳除去．

解答：解：I．（1）由质量守恒定律得，生成CaCO₃的质量为：60g+50g-100g=10g
设参加反应的Na₂CO₃的质量为x，生成的NaCl的质量为y，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100      117
x            10g       y

106

x

=

100

10g

=

117

y

x=10.6g，y=11.7g
溶液中溶质的质量为：20g-10.6g+11.7g=21.1g
滤液中溶质的质量分数为：

21.1g

100g

×100%=21.1%；
（2）除去氯化钠中的碳酸钠，实质就是除去碳酸根离子，用稀盐酸即能除去碳酸钠杂质，又能有效地防止新杂质引入．故答案为：向混合液中滴加稀盐酸至不再产生气泡为止；
II．（1）解：反应中放出二氧化碳气体的质量=185.6g-183.4g=2.2g
设放出2.2g二氧化碳消耗碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       2.2g

106

x

=

44

2.2g

，x=5.3g
纯碱样品Na₂CO₃的质量分数=

5.3g

6g

×100%=88.3%；
（2）由题意可知我们是通过测定二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数的，所以要排除空气中的二氧化碳干扰实验结果，若省略该步骤后测得D质量会增加，使结果偏大．故答案为：偏大．

点评：（1）运用质量守恒定律分析反应前后物质的质量差，得出题目隐含的已知条件沉淀碳酸钙的质量，体现出分析问题的能力．
（2）通过本题我们要知道在完成实验时要尽可能的排除可能对实验结果产生影响的因素，例如本题中空气中二氧化碳对实验结果的影响，水蒸气的影响等．