12.某研究性学习小组的同学在一次探究活动中,对一份纯碱样品(含有少量氯化钠)的纯度进行测定,请你参与并回答有关问题.
(1)甲同学进行如下操作:
①组装好如图仪器,并检查装置的气密性;
②取6.0g试样放入锥形瓶中,加入少量蒸馏水溶解,并在其他装置中加入相应的药品;
③称量盛有新制澄清石灰水的装置C的质量;
④打开分液漏斗旋塞滴入盐酸,直到不再产生气泡为止;
⑤再次称量装置C 的总质量;
⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数.
(2)图B装置的作用是干燥CO
2气体; D装置的作用是吸收空气中的CO
2和H
2O(水蒸气),防止它们进入C装置中,出现误差.
【意外发现】C瓶中石灰水没有变浑浊,同学们感到惊奇并产生了探究的欲望.
【提出猜想】原因猜想:
①是生成的气体中混有盐酸挥发出来的HCl;
②是生成的气体流速太快,与石灰水反应产生了可溶性物质[经查资料分析可溶性物质是Ca(HCO
3)
2,它能与酸反应生成CO
2等物质].
【实验探究】
甲同学取少量实验后C瓶溶液于试管中,向其中依次滴加足量稀HNO
3和AgNO
3溶液,无气泡但有沉淀产生.据此判断只有猜想①(填“①”或“②”)成立.
【交流讨论】
对于如何改进实验,乙同学认为:应将盐酸换成稀硫酸,新制的澄清石灰水换成足量NaOH溶液;丙同学认为:应在装置A和B中间插入一个盛有饱和NaHCO
3溶液的洗气装置以吸收HCl(CO
2不溶于饱和NaHCO
3溶液,也不与其反应),并将新制的澄清石灰水换成足量NaOH溶液.
大家讨论后认为:乙同学的方案可行而丙同学的方案不可行.
【请你评价】
丙同学方案不可行的原因是NaHCO
3饱和溶液吸收HCl时产生CO
2,导致盛有NaOH溶液的洗气瓶质量增重偏大,造成误差.
【教师点拨】
即便换成稀硫酸和NaOH溶液,反应前后装置中存在的CO
2也会使测定出的样品纯度不准确.
【请你改进】
在上述基础上,你的措施是两次称量前,均向整套装置中鼓入经NaOH溶液洗涤过的空气,目的是排尽装置中原有空气和反应后残留的CO
2,且称量时C装置两端及B装置的出口封闭.
同学们仍称取6.0g试样,用改进完善后的方案重新实验.
【数据处理】
装置C实验前后两次称量的质量差为2.2g,则样品的纯度为88.3%.(列出计算过程)
【实验反思】
若不用上述方法,而用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数,可选用的试剂是BaCl
2或CaCl
2溶液.