Question

化學興趣小組的同學為測定某Na₂CO₃和NaCl的固體混合物樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)進行了以下實驗，請你參與并完成對有關問題的解答．

（1）甲同學用圖1所示裝置測定CO₂的質量．實驗時稀硫酸是與樣品中的

 

（填“Na₂CO₃”或“NaCl”）發(fā)生反應．儀器b的名稱是

 

．洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，此濃硫酸的作用是

 

．
（2）乙同學用圖2所示裝置，取一定質量的樣品（為m g；已測得）和足量稀硫酸反應進行實驗，完成樣品中Na₂CO₃”質量分數(shù)的測定．
①實驗前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內推壓，若觀察到

 

，則裝置氣密性良好．
②在實驗完成時，能直接測得的數(shù)據是CO₂的

 

  （填“體積”或“質量”），該實驗對樣品的用量有一定的要求，理由是

 

．
（3）丙同學用圖3所示方法和步驟實驗：
①操作I涉及的實驗名稱有

 

、洗滌；操作Ⅱ涉及的實驗名稱有干燥、

 

．
②根據數(shù)據計算丙測得的樣品中Na₂CO₃質量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）依據裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應過程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳氣體；
（2）①使用注射器改變瓶內氣體的多少而改變瓶內壓強；當將針筒活塞向內推壓時，瓶內氣體被壓縮，壓強增大，瓶內液體則會被壓入長頸漏斗內，b下端玻璃管中液面上升，可以說明裝置氣密性良好；②裝置中加入硫酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳，注射器活塞被向外推出，可以測定二氧化碳的體積；
（3）①依據流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質量；
②依據沉淀質量和化學方程式計算碳酸鈉質量，可計算樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)．

解答：解：（1）依據裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應過程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳氣體．
故答案為：Na₂CO₃；分液漏斗；干燥氣體；
（2）①使用注射器改變瓶內氣體的多少而改變瓶內壓強；當將針筒活塞向內推壓時，瓶內氣體被壓縮，壓強增大，瓶內液體則會被壓入長頸漏斗內，b下端玻璃管中液面上升，可以說明裝置氣密性良好，故答案為：分液漏斗內液面上升；
②在實驗完成時，反應后可以利用注射器讀取生成氣體的體積，能直接測得的數(shù)據是CO₂的體積，故答案為：體積．該實驗對樣品的用量有一定的要求，理由是：樣品太多，生成的氣體體積超過注射器的量程；樣品太少，生成的氣體體積較小，誤差較大；
（3）①流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質量，故答案為：過濾；稱量；
 ②由流程分析判斷：碳酸鋇沉淀質量為19.7g，則可設樣品中Na₂CO₃質量為x．
Ba（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+BaCO₃↓
           106         197
            x          19.7g
則

106

x

=

197

19.7g

，解得x=10.6g，又因為樣品質量為20g，則

10.6g

20g

×100%=53%．
故答案為：（1）Na₂CO₃，分液漏斗．干燥氣體．
（2）①分液漏斗內液面上升，②體積，樣品太多，生成的氣體體積超過注射器的量程；樣品太少，生成的氣體體積較小，誤差較大
（3）①過濾、稱量．②53%

點評：本題考查了物質性質的實驗驗證和含量測定方法分析判斷，混合物中物質質量分數(shù)的計算方法和應用，題目難度較大．