Question

【题目】纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质．某兴趣小组为测定某工业纯碱（假设仅含碳酸氢钠杂质）中碳酸钠的质量分数，设计了下列四种实验方案进行探究．请填空：
方案一：纯碱样品 测定剩余固体质量
（1）分别称取干燥坩埚和纯碱样品的质量，将纯碱样品放入坩埚中充分加热．坩埚中发生反应的化学方程式为： ．
（2）将坩埚置于干燥器中冷却后称量．实验时需要重复“加热、冷却、称量”操作多次，其目的是： ． 方案二：称取mg样品配成250mL溶液，从中取25mL溶液先用酚酞作指示剂用0.1molL﹣1HCl溶液滴定至终点，消耗0.1molL﹣1HCl溶液V1mL，继续用甲基橙作指示剂滴定至终点，消耗0.1molL﹣1HCl溶液V2mL．则该样品中碳酸钠的质量分数为： ．
方案三：纯碱样品溶液 测定沉淀质量
（3）称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解．向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液．将反应混和物过滤后的下一步操作是： ， 沉淀经干燥后称量为m2g．
（4）如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂，在其他操作正确的情况下，测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．方案四：纯碱样品 测定生成二氧化碳的质量
（5）本实验采用如下图装置，C中盛放的物质是 ．
（6）反应前后都要通入N2 ， 反应后通入N2的目的是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
（2）加热至恒重，以保证NaHCO3全部分解； ×100%
（3）洗涤沉淀
（4）不变
（5）浓硫酸
（6）排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被D装置中碱石灰吸收
【解析】解：方案一：（1）坩埚中发生反应的化学方程式为：2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O，所以答案是：2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O；保证NaHCO3全部分解．（2）该方案根据加热后残渣的质量来求解，要加热至恒重，以保证NaHCO3全部分解，所以答案是：加热至恒重，以保证NaHCO3全部分解； 方案二：根据实验原理，用酚酞作指示剂时，发生反应为：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，用0.1molL﹣1 HCl溶液滴定至终点，消耗0.1molL﹣1 HCl溶液V1 mL，应根据V1来计算碳酸钠的质量；继续用甲基橙作指示剂滴定至终点，发生反应：：NaHCO3+HCl=H2O+CO2↑+NaCl，消耗0.1molL﹣1HCl溶液V2mL．根据（V2﹣V1）计算NaHCO3的质量，则Na2CO3的质量分数为： = ×100%，所以答案是： ×100%；
方案三：（3）碳酸钙沉淀会附着氯化钠、氯化钙，过滤后需用蒸馏水洗涤沉淀；所以答案是：洗涤沉淀；（4）在一定量样品中加入足量Ca（OH）2溶液，此时分别发生如下反应Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH，
NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH+H2O，均产生CaCO3沉淀，根据样品的总量和生成CaCO3沉淀的量，可以计算碳酸钠质量，就可得出纯碱的质量分数．故用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂，在其他操作正确的情况下，测得样品中的碳酸钠质量分数不变；所以答案是：不变；
方案四：（5）C装置干燥二氧化碳，所以C中盛放的物质是浓硫酸，所以答案是：浓硫酸；（6）该方案关键是要获得产生的CO2的质量，实验前容器内含有空气，空气中含有二氧化碳，会影响生成的二氧化碳的量，反应后装置中容器内含有二氧化碳，不能被C中碱石灰完全吸收，导致测定结果有较大误差，所以反应前后都要通入N2 ， 反应后通入N2的目的是：排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被D装置中碱石灰吸收，
所以答案是：排尽装置内的空气，将生成的二氧化碳从容器内排出，被D装置中碱石灰吸收．