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过碳酸钠(Na2CO4)在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用,某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。
【实验目的】测定过碳酸钠样品(含有的杂质不溶于水且不与酸反应)的纯度。
【实验原理】2Na2CO4+ 4HCl → 4NaCl + 2CO2↑+ O2↑+ 2H2O
【实验装置】

【交流与讨论】
①甲同学认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度。装置②的作用是:(15);装置③的作用是:(16)
②乙同学认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置②的质量差)就可测定样品的纯度。但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度,结果会偏高,你认为原因可能是;(17)(填序号)
A.浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收
B.二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C.装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
③丙同学提出了一种新方案,得到了大家的一致认可:称取样品12.5g,滴加足量浓盐酸至样品反应完全,再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干,得到0.2mol氯化钠。则该样品的中过碳酸钠的质量分数为多少?(写出计算过程)

①(15)吸收氯化氢和二氧化碳     (16)检验二氧化碳是否吸收完全
②(17)ABC           ③97.6%

解析试题分析:①根据化学反应:2Na2CO4+ 4HCl → 4NaCl + 2CO2↑+ O2↑+ 2H2O,反应过程中产生了二氧化和氧气,并且反应过程中使用的是浓盐酸,这样就使得氧气中有两种杂质:二氧化碳和氯化氢,所以如果要通过测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度,那就先必须把这两种物质先除掉,故装置②的作用是:吸收氯化氢和二氧化碳,装置③的作用是:检验二氧化碳是否吸收完全
②乙同学认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置②的质量差)就可测定样品的纯度,但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度,结果会偏高,原因实际就是测得的二氧化碳质量偏大,所A、浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收;B、二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收;C、装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收,都正确
③根据化学反应:2Na2CO4+ 4HCl → 4NaCl + 2CO2↑+ O2↑+ 2H2O中,Na2CO4和NaCl的质量关系,可以先求出Na2CO4的质量,再计算出样品的中过碳酸钠的质量分数
解:设Na2CO4的物质的量为x
2Na2CO4+ 4HCl → 4NaCl + 2CO2↑+ O2↑+ 2H2O
2               4
X               0.2mol
X=0.1mol
∴该样品的中过碳酸钠的质量分数=0.1mol×122g/mol÷12.5g×100%=97.6%
考点:根据化学方程式进行计算

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加入稀盐酸
的质量/g
9.6
9.8
9.9
10.0
10.1
溶液的pH
12.4
12.1
11.8
7.0
2.2
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