Question

【題目】過碳酸鈉(Na2CO4)是一種很好的供氧劑，其與稀鹽酸反應的化學方程式為2Na2CO4＋4HCl=4NaCl＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O。市售過碳酸鈉一般都含有碳酸鈉，為測定某過碳酸鈉樣品(只含Na2CO4和Na2CO3)的純度，某化學興趣小組采用以下兩種方案實施：

方案一：

(1)操作①和③的名稱分別為______________________。

(2)上述操作中，使用到玻璃棒的有 _________________(填操作序號)。

(3)請簡述操作③的操作過程：________________________________________________。

方案二：按下圖所示安裝好實驗裝置，Q為一塑料氣袋，隨意取適量樣品于其中，打開分液漏斗活塞，將稀鹽酸滴入氣袋中至充分反應。

(4)為測定反應生成氣體的總體積，滴稀鹽酸前必須關閉______(填“K1”“K2”或“K3”，下同)，打開________。導管A的作用是_____________________________________________。

(5)當上述反應停止后，使K1、K3處于關閉狀態，K2處于打開狀態，再緩緩打開Kl。 B中裝的固體試劑是________________________。

(6)實驗結束時，量筒Ⅰ中有x mL水，量筒Ⅱ中收集到了y mL氣體，則樣品中過碳酸鈉的質量分數是___________________。

Answer 1

【答案】稱量、蒸發結晶 ②③ 加熱蒸發至蒸發皿中出現大量晶體時，停止加熱，利用余熱蒸干蒸發皿中的剩余水分 K1，K2 K3 平衡分液漏斗內和反應體系內壓強，使稀鹽酸順利滴下，同時消除滴下稀鹽酸的體積對氣體體積的影響 堿石灰 122y/(53x-37y)

【解析】

測定某過碳酸鈉樣品(只含Na2CO4和Na2CO3)的純度，樣品稱量質量得到樣品質量為m1g，加入稀鹽酸溶解后過濾得到溶液為氯化鈉溶液，蒸發濃縮結晶析出氯化鈉，稱量得到固體氯化鈉的質量為m2g，根據方案一流程可判斷出操作①為稱量，操作②為溶解，操作③為蒸發結晶。方案二中量筒Ⅰ中水的體積為產生的CO2、O2的體積，量筒Ⅱ中收集到的氣體為O2，根據方案二依據測定的氧氣體積計算物質的量，結合化學方程式計算過碳酸鈉物質的量計算得到質量分數。以此分析解答。

根據方案一流程可判斷出操作①為稱量，操作②為溶解，操作③為蒸發結晶。

（1）由上述分析可知操作①為稱量，操作③為蒸發結晶，

故答案為：稱量、蒸發結晶；

（2）上述操作中用到玻璃棒的有溶解和蒸發結晶，

故答案為：②③；

（3）操作③為蒸發結晶，其具體過程為：加熱蒸發至蒸發皿中出現大量晶體時，停止加熱，利用余熱蒸干蒸發皿中的固體，

故答案為：加熱蒸發至蒸發皿中出現大量晶體時，停止加熱，利用余熱蒸干蒸發皿中的剩余水分；

（4）反應產生的CO2、O2使氣袋變大，將廣口瓶中氣體排出，水進入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產生的CO2、O2的體積，所以滴稀鹽酸前必須關閉K1、K2，打開K3。導管A的作用是平衡分液漏斗內和反應體系內壓強，使稀鹽酸順利滴下，同時消除滴下稀鹽酸的體積對氣體體積的影響，

故答案為：K1，K2 ；K3 ；平衡分液漏斗內和反應體系內壓強，使稀鹽酸順利滴下，同時消除滴下稀鹽酸的體積對氣體體積的影響；

（5）B裝置用來除去生成氣體中的CO2，則B中所裝固體試劑為堿石灰。緩慢打開K1是為了讓生成的CO2能夠被B裝置中堿石灰充分吸收，從而使量筒中收集到較純的O2，

故答案為：堿石灰；

（6）依題意可知，量筒Ⅱ中收集到的氣體為O2，量筒Ⅰ中水的體積等于反應產生的CO2與O2的總體積，則可進行如下計算：

n(Na2CO4)=2 n(O2)=mmol，n(CO2)=mmol，Na2CO4與鹽酸反應生成CO2的物質的量為n(CO2)1=mmol，又Na2CO3與鹽酸反應生成CO2的計量關系為Na2CO3~CO2，則n(Na2CO3)= n(CO2)2=mmol，

所以Na2CO4的質量分數w( Na2CO4)%=100%=122y/(53x-37y)。

故答案為：122y/(53x-37y)。