Question

課外化學興趣小組的同學利用某化工廠的廢堿液（主要成分為Na₂CO₃，還含有少量NaCl，其它雜質不計）和石灰乳為原料制備燒堿，并對所得的燒堿粗產品的成分進行分析和測定．
【粗產品制備】
（1）將廢堿液加熱蒸發濃縮，形成較濃的溶液，冷卻后與石灰乳混合，發生反應的化學方程式為

Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓

．
（2）將反應后的混合物過濾，得到的濾液進行蒸發結晶，制得NaOH粗產品．
【粗產品成分分析】
（1）取適量粗產品溶于水，滴加Ba（NO₃）₂溶液出現白色渾濁，發生反應的化學方程式為

Ba（NO₃）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaNO₃

，該粗產品中一定不含有

氫氧化鈣

，理由是

滴加硝酸鋇產生沉淀，說明產品中含有碳酸鈉，碳酸鈉能與氫氧化鈣發生反應，二者不能共存

．
（2）該小組同學通過對粗產品成分的實驗分析，確定該粗產品中含有三種物質．
【粗產品中Na₂CO₃含量測定】
（1）該興趣小組的同學設計了下圖所示的實驗裝置．取10.0g粗產品，進行實驗．

（2）操作步驟
①連接好裝置，檢查氣密性；②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；③稱量G的質量；④關閉彈簧夾C，慢慢滴加濃鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾 C，再次緩緩通入一段時間空氣；⑥再次稱量G的質量，得前后兩次質量差為0.48g．
（3）問題探究
①步驟②的目的是

排除裝置內的空氣，防止含有的二氧化碳對實驗結果造成干擾

；
②B裝置的作用是

吸收空氣中的二氧化碳

，F中的試劑應為

濃硫酸

；
③E 裝置的作用是

吸收除去揮發出的氯化氫氣體

，相關反應的化學方程式是

NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑

，H裝置的作用是

吸收空氣中的二氧化碳

．若沒有H裝置，則測定的Na₂CO₃的質量分數會

偏大

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．事實上10.0g粗產品只能產生0.44g CO₂．請你仔細分析上述實驗，解釋實驗值0.48g比正確值0.44g偏大的原因（假設操作均正確）

裝置D中濃鹽酸揮發出的氯化氫與裝置E中NaHCO₃反應產生二氧化碳

．

Answer 1

分析：根據題干敘述進行分析，
粗產品制備：碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；
粗產品成分分析：碳酸鈉能與硝酸鋇反應生成碳酸鋇沉淀和硝酸鈉；
粗產品中Na₂CO₃含量測定：要測定碳酸鈉的含量，可以通過與酸反應生成的二氧化碳的質量進行，此時需要排除空氣中二氧化碳對實驗結果的干擾，通入空氣，能將裝置中的二氧化碳排出，氫氧化鈉能吸收二氧化碳，飽和碳酸氫鈉溶液能起到除去氯化氫的作用．

解答：解：粗產品制備：（1）碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉．
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓；
粗產品成分分析：碳酸鈉能與硝酸鋇反應生成碳酸鋇沉淀和硝酸鈉：（1）加入硝酸鋇溶液產生了白色沉淀，則是硝酸鋇與碳酸鈉發生了反應，有碳酸鈉存在，則不可能含有氫氧化鈣，因為氫氧化鈣會與碳酸鈉反應而不能共存．
故填：Ba（NO₃）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaNO₃，氫氧化鈣，滴加硝酸鋇產生沉淀，說明產品中含有碳酸鈉，碳酸鈉能與氫氧化鈣發生反應，二者不能共存；
粗產品中Na₂CO₃含量測定：（3）①②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣的目的就是排出裝置內的空氣，防止含有的二氧化碳對實驗結果造成干擾，故填：排除裝置內的空氣，防止含有的二氧化碳對實驗結果造成干擾；
②B中含有的氫氧化鈉能吸收空氣中的二氧化碳，從E中出來的二氧化碳氣體含有水蒸氣，可以通過濃硫酸將水除掉，故F中可以放濃硫酸．
故填：吸收空氣中的二氧化碳，濃硫酸；
③使用的濃鹽酸具有揮發性，可以通過碳酸氫鈉溶液將其除掉，碳酸氫鈉能與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，由于反應生成二氧化碳，會使測得的二氧化碳的質量偏大，從而碳酸鈉的含量偏高，H中的堿石灰能起到吸收空氣中二氧化碳的作用．
故填：吸收除去揮發出的氯化氫氣體，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，吸收空氣中的二氧化碳，偏大，裝置D中濃鹽酸揮發出的氯化氫與裝置E中NaHCO₃反應產生二氧化碳．

點評：本題考查了混合物中雜質成分的確定以及含量的測定，完成此題，可以依據物質的性質結合題干提供的信息進行．