Question

【题目】我国著名的闽籍制碱专家侯德榜，在纯碱制造方面做出了重大贡献．用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质，化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究，在老师的指导下，他们设计了下列两种实验方案进行试验。

资料摘要：Ⅰ．碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。

Ⅱ．浓硫酸具有很强的吸水性；碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳。

（方案一）样品与氯化钙溶液反应，测定Na2CO3的质量分数

（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）：

实验操作	实验现象	实验结论
取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液	产生白色沉淀	反应的化学方程式： ______________________

（2）分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因：________________________。

（3）将反应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量．利用沉淀物质量计算出Na2CO3的质量分数为91%。如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%，这是因为_________。

（方案二）样品与稀硫酸反应，测定Na2CO3的质量分数

利用如图所示实验装置（铁架台略去）和试剂，通过测定样品和稀硫酸反应产生的CO2气体的质量，计算Na2CO3的质量分数（装置气密性良好且每步反应或作用都是完全的）。

（4）打开止水夹K，先对装置A和B（已连接）通入已除去CO2的空气一会儿，再接上装置C和D。其目的是__________________________________________________。

（5）关闭止水夹K，加入足量的稀硫酸（杂质不与稀硫酸反应），装置A中样品产生气体的化学方程式为__________________________________________。该方案中不能用稀盐酸代替稀硫酸的原因是_______________________________________。

（6）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一段时间的目的是____________________________________________。根据质量守恒定律，装置_____（填标号）在反应前后的质量差就是产生CO2的质量，由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数．若没有装置D，将会使测定结果______（选填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl 与碳酸钠充分反应 不洗涤，碳酸钙表面可能会附着一层可溶性物质使沉淀物质量增加，所以使得计算出的碳酸钠的质量增大，从而导致样品中Na2CO3的质量分数偏大 防止空气中的二氧化碳对实验结果产生影响 Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑ 盐酸具有挥发性 使生成的二氧化碳全部被C装置中的氢氧化钠吸收 C 偏大

【解析】

（1）碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；

（2）滴加的CaCl2溶液要过量的原因与碳酸钠充分反应；

（3）不洗涤，碳酸钙表面可能会附着一层可溶性物质使沉淀物质量增加，所以使得计算出的碳酸钠的质量增大，从而导致样品中Na2CO3的质量分数偏大；

（4）空气中含有二氧化碳，所以打开止水夹K，先对装置A和B（已连接）通入已除去CO2的空气一会儿，以排尽装置A和B中含有的二氧化碳，再接上装置C和D；

（5）硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑；盐酸具有挥发性，影响实验结果；

（6）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿，目的是使生成的二氧化碳全部被C装置中的氢氧化钠吸收；装置C在反应前后的质量差就是产生CO2的质量；若没有装置D，空气中的二氧化碳会进入氢氧化钠溶液中，将会使测定结果偏大。