Question

過碳酸鈉（Na₂CO₄）在洗滌、印染、紡織、造紙、醫藥衛生等領域有大量應用，某化學研究性學習小組設計并完成了如下實驗。
【實驗目的】測定過碳酸鈉樣品（含有的雜質不溶于水且不與酸反應）的純度。
【實驗原理】2Na₂CO₄+ 4HCl → 4NaCl + 2CO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O
【實驗裝置】

【交流與討論】
①甲同學認為測定產物中O₂的體積即可測定樣品的純度。裝置②的作用是：（15）；裝置③的作用是：（16）；
②乙同學認為測定產物中CO₂的質量（即反應前后裝置②的質量差）就可測定樣品的純度。但利用上述實驗裝置測得CO₂的質量并計算樣品的純度，結果會偏高，你認為原因可能是；（17）（填序號）
A．濃鹽酸易揮發，產生的氯化氫氣體被裝置②吸收
B．二氧化碳氣體逸出時帶出的水蒸氣在裝置②中冷凝而被吸收
C．裝置①、②內空氣中的二氧化碳被裝置②吸收
③丙同學提出了一種新方案，得到了大家的一致認可：稱取樣品12.5g，滴加足量濃鹽酸至樣品反應完全，再將燒瓶中所有的液體蒸發、結晶、烘干，得到0.2mol氯化鈉。則該樣品的中過碳酸鈉的質量分數為多少？（寫出計算過程）

Answer 1

①（15）吸收氯化氫和二氧化碳     （16）檢驗二氧化碳是否吸收完全
②（17）ABC           ③97.6%

解析試題分析：①根據化學反應：2Na₂CO₄+ 4HCl → 4NaCl + 2CO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O，反應過程中產生了二氧化和氧氣，并且反應過程中使用的是濃鹽酸，這樣就使得氧氣中有兩種雜質：二氧化碳和氯化氫，所以如果要通過測定產物中O₂的體積即可測定樣品的純度，那就先必須把這兩種物質先除掉，故裝置②的作用是：吸收氯化氫和二氧化碳，裝置③的作用是：檢驗二氧化碳是否吸收完全
②乙同學認為測定產物中CO₂的質量（即反應前后裝置②的質量差）就可測定樣品的純度，但利用上述實驗裝置測得CO₂的質量并計算樣品的純度，結果會偏高，原因實際就是測得的二氧化碳質量偏大，所A、濃鹽酸易揮發，產生的氯化氫氣體被裝置②吸收；B、二氧化碳氣體逸出時帶出的水蒸氣在裝置②中冷凝而被吸收；C、裝置①、②內空氣中的二氧化碳被裝置②吸收，都正確
③根據化學反應：2Na₂CO₄+ 4HCl → 4NaCl + 2CO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O中，Na₂CO₄和NaCl的質量關系，可以先求出Na₂CO₄的質量，再計算出樣品的中過碳酸鈉的質量分數
解：設Na₂CO₄的物質的量為x
2Na₂CO₄+ 4HCl → 4NaCl + 2CO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O
2               4
X               0.2mol
X=0.1mol
∴該樣品的中過碳酸鈉的質量分數=0.1mol×122g/mol÷12.5g×100%=97.6%
考點：根據化學方程式進行計算