Question

某校化學小組的同學開展測定Na₂CO₃和NaCl的固體混合物中Na₂CO₃質量分數(shù)的探究實驗，他們提出下列實驗方案．
[方案一]氣體分析法中學：
（1）甲同學用圖1所示裝置，把xg的混合物與足量稀硫酸反應后，測定產生的C0₂氣體的體積．實驗開始時檢查該裝置氣密性的方法是

 

．
（2）乙同學用圖2代替圖1中的收集裝置，則所測CO₂氣體的體積

 

 （填“偏大”、“偏小”、“不變”），你的改進方案是

 

．
（3）丙同學用圖3裝置測定CO₂的質量，該裝置存在較多缺陷，從而導致實驗誤差，請你填寫其中的三點缺陷：I

 

；
Ⅱ

 

；Ⅲ

 

．
[方案二]沉淀分析法（如圖所示）．

（4）操作1的名稱是

 

；操作2的名稱是

 

．在進行操作1之前，應判斷是否沉淀完全，判斷的方法是

 

．
（5）根據(jù)沉淀分析法，該固體混合物中Na₂CO₃質量分數(shù)的計算式為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,鈉的重要化合物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：方案一（1）欲檢查裝置氣密性，可根據(jù)該反應容器的特點，采用拉動注射器活塞的方法完成；
（2）二氧化碳易溶于水，形成碳酸，所以測得的二氧化碳體積會變小；因此可在水面涂一層植物油或采用飽和的二氧化碳溶液的方式使二氧化碳不能溶于水；
（3）根據(jù)堿石灰的成分可知，堿石灰即可吸收二氧化碳也可吸收水，同時生成的二氧化碳反應后在裝置內會有殘留，以及干燥管與空氣相同接觸等進行分析即可；
方案二（4）從操作1是對溶液M與沉淀A的分離事實分析，操作Ⅱ時干燥沉淀的操作；從判斷CaCl₂過量，主要是看Na₂CO₃是否有剩余，因此再加入CaCl₂后若無沉淀生成則說明氯化鈣已過量；
（5）沉淀為CaCO₃，結合元素守恒計算碳酸鈉質量分數(shù)．

解答： 解：[方案一]
（1）若裝置漏氣，拉出的活塞不移動，若不漏氣，拉出的活塞在大氣壓強的作用下應回到原來的位置；
故答案為：關閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，活塞能回到原位則不漏氣，否則漏氣；
（2）因為二氧化碳不僅能溶于水還能與水反應，用排水法收集氣體，收集的二氧化碳偏小，為防止二氧化碳溶于水，可采用隔絕二氧化碳與水的接觸的方法：如在在水面覆蓋一層植物油，或采用飽和的二氧化碳水溶液的方法，使收集的二氧化碳體積更準確一些；
故答案為：偏小；CO₂能溶于水且與水反應；將廣口瓶中的水改為飽和的CO₂水溶液（或在水面上覆蓋一層植物油）；
（3）由堿石灰的成分可知，堿石灰不但能吸收二氧化碳而且還能吸收水分，所以二氧化碳攜帶的水蒸氣也可被堿石灰吸收，計算時就會把水和二氧化碳的總質量當作二氧化碳質量，導致結果偏大．另外該裝置進行實驗時有一部分二氧化碳會在反應結束后留在反應的容器內，導致測量的二氧化碳質量偏小，同時干燥管直接與空氣接觸也會吸收空氣中的二氧化碳和水，導致測量的結果偏大，這些都是裝置3的明顯缺陷；
故答案為：產生的CO₂氣體中混有水蒸氣，同時被堿石灰吸收，導致結果偏高；球形干燥管和空氣相通，吸收空氣中二氧化碳和水蒸氣，導致結果偏高；反應結束后裝置內殘留的CO₂氣體不能全部排出，導致結果偏��；
[方案二]
（4）本操作是不溶性固體和溶液的分離，所以此操作是過濾；操作2的名稱是沉淀干燥；判斷是否過量，主要看溶液中是否還有CO₃^2-，因此將溶液靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加CaCl₂溶液，若無沉淀說明CaCl₂溶液已過量，沉淀完全；
故答案為：過濾；干燥；靜置，靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加CaCl₂溶液，若無沉淀生成說明沉淀完全；
（5）流程分析可知，沉淀沉淀為CaCO₃，結合元素守恒計算碳酸鈉質量分數(shù)=

yg 100g/mol ×106g/mol

xg

×100%=

106y

100x

×100%；
故答案為：

106y

100x

×100%．

點評：本題在分析氫氧化鈉的變質時，除考慮發(fā)生的化學反應，還用到了必要的實驗手段，應注意實驗的基本操作的練習和規(guī)范，流程分析判斷是解題關鍵，題目難度中等．