Question

（15分）纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质。某兴趣小组为测定某工业纯碱（假设仅含碳酸氢钠杂质）中碳酸钠的质量分数，设计了下列三种实验方案进行探究。请填空：

方案一：纯碱样品测定剩余固体质量

（1）分别称取干燥坩埚和纯碱样品的质量，将纯碱样品放人坩埚中充分加热（如图）。坩埚中发生反应的化学方程式为__________________。

（2）将坩埚置于干燥器中冷却后称量。实验时需要重复“加热一冷却一称量”操作多次，其目的是_______________________________________________________。

方案二：纯碱样品溶液测定沉淀质量

（3）称取m₁g样品，置于小烧杯中，加水溶解。向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液（如图）。将反应混和物过滤后的下一步操作是____________。

（4）沉淀经干燥后称量为m₂g，则该样品中碳酸钠的质量分数为_________。

（5）如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂，在其他操作正确的情况下，测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际___________（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

方案三：纯碱样品测定生成二氧化碳的质量

（6）本实验采用下图装置，C中盛放的物质是_____________________。

（7）反应前后都要通人N₂，反应后通入N₂的目的是___________________。

Answer

（15分）

（1）2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O（3分）

（2）确保碳酸氢钠完全分解，减少测定误差（或其他合理答案）（2分）

（3）洗涤（2分）

（4）53m2/50m1（或其他合理答案）（2分）

（5）偏高（2分）

（6）浓硫酸（2分）

（7）将B、C装置中的CO2全部驱入D装置的碱石灰中，减小实验误差（2分）

【解析】

试题分析：（1）样品中的碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，化学方程式是2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O；

（2）加热到固体为恒重时，说明碳酸氢钠分解完全，所以重复“加热一冷却一称量”操作多次的目的是确保碳酸氢钠完全分解，减少测定误差；

（3）氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，利用碳酸钙的质量测定碳酸钠的质量分数，所以将碳酸钙沉淀过滤后的操作为洗涤沉淀，再干燥、称量；

（4）沉淀经干燥后称量为m2g，说明碳酸钙的物质的量是m2/100mol，则碳酸钠的质量为m2/100mol×106g/mol=53m2/50g，所以碳酸钠的质量分数是53m2/50m1；

（5）若用氢氧化钙代替氯化钙，则氢氧化钙会与碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，则沉淀的质量增加，所以碳酸钠的质量偏大，结果偏高；

（6）方案三是利用与足量的酸反应生成二氧化碳气体的质量计算碳酸钠的质量分数，则C装置内的液体起干燥作用，所以C中液体为浓硫酸；

（7）反应前通入氮气是排除装置内的二氧化碳、水蒸气，反应后通入氮气的目的是将装置内的二氧化碳尽可能驱入装置D中，减小实验误差。

考点：考查对实验方案的分析评价