Question

过碳酸钠（Na₂CO₄）在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用，某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验．
测定过碳酸钠样品（含有的杂质不溶于水且不与酸反应）的纯度．
实验原理2Na₂CO₄+4HCl═4NaCl+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O
实验装置

交流与讨论
Ⅰ．甲同学认为测定产物中O₂的体积即可测定样品的纯度．
（1）装置②的作用是：______；
（2）装置③的作用是：______；
（3）称取适量样品与足量浓盐酸充分反应后，收集到的氧气的体积为0.25L（已知该实验条件下氧气的密度为1.28g/L），则称取的样品质量应大于______g；
Ⅱ．乙同学认为测定产物中CO₂的质量（即反应前后装置②的质量差）就可测定样品的纯度．但利用上述实验装置测得CO₂的质量并计算样品的纯度，结果会偏高，你认为原因可能是______；（填序号
A．浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被装置②吸收
B．二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C．装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
Ⅲ．丙同学提出了一种新方案，得到了大家的一致认可：称取样品12.5g，滴加足量浓盐酸至样品反应完全，再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干，称得氯化钠固体11.7g．则该样品的纯度为______．

Answer

Ⅰ．（1）根据实验原理2Na2CO4+4HCl═4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O，要测定氧气的量，必须先除去二氧化碳、氯化氢气体等，再根据实验装置图即可得出答案；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可利用此现象鉴别二氧化碳；
（3）先求出氧气的质量，再根据化学方程式中氧气与过碳酸钠的质量关系，即可列比例求解出样品中的过碳酸钠的质量，那么样品的质量就应该大于这个质量；
Ⅱ．理论上可以根据生成二氧化碳的量求样品纯度，但是实际上难以通过实验测得纯净的二氧化碳的质量，因为反应前后装置②的质量差中还包括氯化氢和水蒸气的质量；所以难以求解；
Ⅲ．根据化学方程式中氯化钠与过碳酸钠的质量关系，即可列比例求解样品中的过碳酸钠的质量．
【解析】
Ⅰ．（1）装置②中浓氢氧化钠的作用是除去二氧化碳和氯化氢气体；
（2）装置③中澄清石灰水的作用是验证二氧化碳是否被除尽；
（3）设收集到的氧气的体积为0.25L，需要过碳酸钠的质量为x，
2Na2CO4+4HCl═4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O
  244                     32
   x                  0.25L×1.28g/L
，x=2.44g
Ⅱ．测得二氧化碳的体积偏大，原因可能有：浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被装置②吸收；二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收；装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收；
Ⅲ．设样品中过碳酸钠的质量为y，
2Na2CO4+4HCl═4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O
  244          234   
   y           11.7g
，y=12.2g
该样品的纯度为：×100%=97.6%
故答案为：Ⅰ．（1）除去二氧化碳和氯化氢气体；（2）验证二氧化碳是否被除尽；（3）2.44；Ⅱ．ABC；Ⅲ．97.6%