Question

【題目】現有一瓶含NaCl雜質的Na2CO3樣品，某同學設計了一種測定其純度的方法，裝置如圖1，其中A容器中盛有樣品10.0g，分液漏斗內盛有稀硫酸，B容器內為堿石灰固體。

（1）該同學重復操作了三次，每次操作均正確，且裝置不漏氣，可是結果數據出現了較大偏差（容器內反應均完全，裝置內空氣的影響忽略不計），請你分析可能的原因______。

（2）通過仔細分析，該同學重新設計了一套實驗裝置如圖3，請回答有關問題：（可供選擇的試劑還有Zn片、濃硫酸、NaOH溶液、CaCO3固體、蒸餾水）

①該套裝置未畫完整，請在你認為需要補充裝置的虛框內畫出合適的簡圖，并注明試劑_____。

②A裝置的廣口瓶中應加入的試劑是______；該裝置的作用是______。

③如果實驗后測得E裝置質量增重3.52g，則該Na2CO3試樣的純度為______。

（3）測定該Na2CO3試樣純度的方法有多種，請你利用不同的反應原理再設計一套方案。要求寫出實驗操作流程和試樣中Na2CO3純度的表達式。（試劑任選）

操作流程按下列圖4所示表述：

①操作流程為（圖5）：______。

②實驗時稱量樣品的質量為a克，所測物質的質量為b克，該試樣中Na2CO3純度的表達式為：______。

Answer 1

【答案】①A中產生的CO2氣體未全部進入B；②CO2中混有的少量水蒸氣進入B；③B吸收了空氣中的水蒸氣、CO2 Zn片和蒸餾水 利用A中生成的H2將C中的CO2全部排入E中被堿石灰吸收 84.8%

【解析】

（1）空氣中的二氧化碳和水會進入裝置B中，與堿石灰反應，碳酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水，二氧化碳會從稀硫酸中攜帶水蒸氣，進入裝置B，被堿石灰吸收，也有可能，A中產生的二氧化碳未全部被堿石灰吸收，從而使實驗產生誤差，所以結果數據出現了較大偏差，可能的原因是：①A中產生的CO2氣體未全部進入B；②CO2中混有的少量水蒸氣進入B；③B吸收了空氣中的水蒸氣、CO2；

（2）①濃硫酸有吸水性，所以進入堿石灰之前，需要先用濃硫酸將水蒸氣吸收，還要防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入堿石灰中，所以需要補充裝置的虛框內畫出合適的簡圖為：；

②題中所給的濃硫酸需要稀釋，實驗室用鋅和稀硫酸反應生成氫氣，氫氣可以將二氧化碳排出，減小實驗誤差，所以A裝置的廣口瓶中應加入的試劑是：Zn片和蒸餾水，該裝置的作用是：利用A中生成的H2將C中的CO2全部排入E中被堿石灰吸收；

③E裝置中增加的質量就是反應生成的二氧化碳的質量。

設參加反應的碳酸鈉的質量為x

x=8.48g

所以該Na2CO3試樣的純度為：；

（3）①碳酸鈉和氯化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀，通過沉淀的質量計算出碳酸鈉的質量，再求出質量分數，所以操作流程是：；

②實驗時稱量樣品的質量為a克，所測物質的質量為b克，所以碳酸鈣質量為b，設參加反應的碳酸鈉質量為y，所以

y=g

所以碳酸鈉的質量分數為：。