Question

8．碳酸鈉與工農業(yè)生產、日常生活緊密相關．工業(yè)碳酸鈉大多采用侯氏制堿法制取，所得碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現欲測定樣品中Na₂CO₃的質量分數，某探究性學習小組分別設計了如下實驗方案．請回答下列有關問題：
方案一：沉淀分析法
（1）把一定質量的樣品溶解后加入過量的CaCl₂溶液，將所得沉淀過濾（填操作）、洗滌、烘干、稱量，洗滌沉淀的操作是向過濾器中的沉淀加蒸餾水至浸沒過沉淀物，使水自然流下，重復2～3次．
方案二：氣體分析法
（2）把一定量的樣品與足量鹽酸反應后，用圖1所示裝置測定產生CO₂的體積，為了確保測定結果的準確性，B中的溶液最好采用飽和NaHCO₃溶液，但選用該溶液后實驗結果仍然不夠準確，其原因是CO₂氣體中混有的HCl氣體與NaHCO₃溶液作用生成CO₂．

方案三：質量差分析法
（3）把一定質量的樣品和足量的稀硫酸反應，采用圖2所示裝置，通過稱量反應前后盛有堿石灰的干燥管的質量，利用其質量差求算樣品的純度．
該實驗的操作步驟有：①在干燥管內填滿堿石灰，質量為m g；②取n g樣品裝入廣口瓶中；③檢驗裝置的氣密性；④緩慢鼓入空氣數分鐘，再稱量干燥管質量為w g；⑤關閉止水夾；⑥打開止水夾；⑦緩慢加入稀硫酸至不再產生氣體為止；⑧緩慢鼓入空氣數分鐘．
Ⅰ．正確的操作順序是（填序號）：
③-→②-→⑥-→⑧-→⑤-→①-→⑦-→⑥-→④．
Ⅱ．若去掉裝置A，測定結果偏大；若去掉裝置B，測定結果偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）測定樣品中Na₂CO₃的質量分數，樣品溶解后加入過量的CaCl₂溶液會生成沉淀，分離方法為過濾，洗滌沉淀的操作是在過濾器中加水浸沒沉淀使水自然留下，重復操作2-3次；
（2）把一定量的混合物與足量鹽酸反應，然后用如圖裝置測定產生的CO₂氣體的體積，是利用排液法測定生成二氧化碳的氣體體積進行計算，廣口瓶中液體是飽和碳酸氫鈉；若直接采用如圖乙裝置，選用該溶液后實驗結果仍然不夠準確，依據氣體中的氯化氫會和碳酸氫鈉溶液反應生成二氧化碳氣體；
（3）Ⅰ、依據裝置圖分析氣體通過需要先檢查裝置氣密性，稱取n g樣品裝入廣口瓶中，打并止水夾，緩慢鼓入空氣數分鐘用來趕凈裝置中的空氣，關閉止水夾，在干燥管內填滿堿石灰，質量為m g，緩慢加入稀硫酸至不再產生氣體為止，打開止水夾，緩慢鼓入空氣數分鐘，把生成的二氧化碳全部趕到堿石灰干燥管中全部吸收，再稱量干燥管質量為w g計算；
Ⅱ、若去掉裝置A，空氣中的二氧化碳會被堿石灰吸收，測定結果偏高，若去掉裝置B，氣體中的水蒸氣會被堿石灰吸收，測定結果增大．

解答 解：（1）測定樣品中Na₂CO₃的質量分數，樣品溶解后加入過量的CaCl₂溶液會生成沉淀，分離方法為過濾，洗滌沉淀的操作是在過濾器中加水浸沒沉淀使水自然留下，重復操作2-3次；
故答案為：過濾；向過濾器中的沉淀加蒸餾水至浸沒過沉淀物，使水自然流下，重復2～3次；
（2）利用測定反應生成的二氧化碳氣體體積的方法測定，在碳酸氫鈉溶液中二氧化碳不反應，溶解度減小，利用裝置圖排飽和碳酸氫鈉溶液測定二氧化碳氣體的體積，但選用該溶液后實驗結果仍然不夠準確，其原因可能是CO₂氣體中混有的HCl氣體與NaHCO₃溶液作用生成CO₂；
故答案為：飽和NaHCO₃溶液；CO₂氣體中混有的HCl氣體與NaHCO₃溶液作用生成CO₂；
（3）Ⅰ、依據裝置圖分析，結合操作順序中的給定步驟位置，實驗順序為：先檢查裝置氣密性，稱取n g樣品裝入廣口瓶中，打開止水夾，緩慢鼓入空氣數分鐘用來趕凈裝置中的空氣，關閉止水夾，在干燥管內填滿堿石灰，質量為m g，緩慢加入稀硫酸至不再產生氣體為止，打開止水夾，緩慢鼓入空氣數分鐘，把生成的二氧化碳全部趕到堿石灰干燥管中全部吸收，再稱量干燥管質量為w g計算，故正確的順序為③→②→⑥→⑧→⑤→①→⑦→⑥→④；
故答案為：②；⑧；①；⑥；
Ⅱ、若去掉裝置A，空氣中的二氧化碳會被堿石灰吸收，測定結果偏高，若去掉裝置B，氣體中的水蒸氣會被堿石灰吸收，測定結果增大；
故答案為：偏大；偏大．

點評 本題主要考查二氧化碳和堿石灰的反應，通過本題我們要知道在完成實驗時要盡可能的排除可能對實驗結果產生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對實驗結果的影響，水蒸氣的影響等，題目難度中等．