Question

氢氧化钠固体常因吸收空气中的二氧化碳而变质．某研究性学习小组为探究氢氧化钠固体样品中的碳酸钠的质量分数（仅考虑样品为NaOH和Na₂CO₃的混合物），设计了多种实验方案，请结合以下方案回答有关问题：
方案一：
称取一定量的氢氧化钠样品，加水溶解后，逐滴加入沉淀剂氢氧化钡溶液至不再产生沉淀为止．将沉淀过滤、洗涤、烘干、称量．
则：（1）沉淀洗涤的目的是______，若不洗涤，则所测定的样品中碳酸钠的质量分数______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．证明沉淀已经洗涤干净的方法：向最后一次洗涤后的滤液中加入______试剂（填化学式），若无沉淀产生，说明洗涤干净．
方案二：
（2）利用下图装置测定氢氧化钠样品中 Na₂CO₃的质量分数，则必需的数据有：样品质量、反应前锥形瓶及其中各物质的总质量、______．该方案有误差，请写出引起误差的一个原因：______．
方案三：

（3）操作Ⅰ中加入稀盐酸应过量的原因是______，
操作Ⅱ中需要的仪器有铁架台（含铁圈）、玻璃棒、酒精灯和______，若该方案中样品质量为9.3g，最终称量冷却后的晶体质量为11.7g．
为计算碳酸钠的质量分数，小刚同学通过列二元一次方程组的办法得到两个表达式：
【解析】
设样品中NaOH的质量为x，Na₂CO₃的质量为y．

请判断这两个方程组中是否存在问题，若有错误，请将纠正后的方程写在横线上：______．
经计算碳酸钠的质量分数为______．（写出计算过程）

Answer

（1）根据在沉淀表面的可溶性杂质氢氧化钠；进行解答；若不洗涤，杂质氢氧化钠的质量当作沉淀物的质量，即样品中所含的碳酸根偏大；根据Ba2+ 的检验方法，进行分析解答；
（2）根据质量守恒定律：在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和；CO2逸出时会带有水蒸气；  进行分析解答；
（3）要使氢氧化钠样品中 的物质完全反应，必须加入过量稀盐酸；根据实验操作蒸发溶液时用的器皿为蒸发皿进行解答；分别计算出NaOH中钠元素的量，Na2CO3中钠元素的量，生成氯化钠的质量进行分析解答；根据Na2CO3的质量与样品的质量即可求出碳酸钠的质量分数．
【解析】
（1）因为在沉淀表面的可溶性杂质氢氧化钠，所以沉淀洗涤的目的是：除去沉淀表面的可溶性杂质；若不洗涤，杂质氢氧化钠的质量当作沉淀物的质量，即样品中所含的碳酸根偏大，导致碳酸钠的质量分数偏大；根据Ba2+ 的检验方法，滴加含有硫酸根的试剂即可，选用CuSO4；
故答案为：除去沉淀表面的可溶性杂质；偏大；CuSO4等；
（2）根据质量守恒定律：在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和；所以必需的数据有：样品质量、反应前锥形瓶及其中各物质的总质量、反应后锥形瓶及其中各物质的总质量；反应进行时，CO2逸出时会带有水蒸气；
故答案为：反应后锥形瓶及其中各物质的总质量；水蒸气会随CO2逸出；
（3）要使氢氧化钠样品中 的物质完全反应，必须加入过量稀盐酸；
NaOH中钠元素的量，生成氯化钠的质量为：×58.5
Na2CO3中钠元素的量，生成氯化钠的质量为：2××58.5
设样品中NaOH的质量为x，Na2CO3的质量为y．
x+y=9.3g
×58.5+×117=11.7   解得：x=4g；y=5.3g；
因此纠正后的方程为：×58.5+×117=11.7；
碳酸钠质量分数=×100%=57%；
故答案为：使氢氧化钠、碳酸钠完全反应；蒸发皿；×58.5+×117=11.7；  57%．