Question

为测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物样品中碳酸钠的质量分数，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案：

Ⅰ.甲同学的方案是：将m g样品溶解，加过量氯化钡溶液，过滤、洗涤、烘干，称得固体为n g。

(1)混合物中碳酸钠的质量分数为_____(用m、n表示)，甲同学洗涤沉淀的具体操作是_____。

(2)Ca^2＋、Ba^2＋都可以使CO₃^2-沉淀完全，但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度，原因是①________；②BaCO₃的摩尔质量比CaCO₃的大，与等质量的Na₂CO₃反应，Ba^2＋产生沉淀的质量大，称量误差小。

Ⅱ.乙同学的方案的实验装置如图所示：

(1)盛有浓硫酸的装置的作用是______。

(2)乙同学的方案的装置中存在一定的缺陷，请你提出改进的方法：______(简单叙述做法，不必画图)。

Answer

×100% 向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，待水自然流下后，再重复2-3次 反应生成的Ca(OH)2微溶于水，会使沉淀的质量变大，且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡，会导致称量误差偏大 吸收二氧化碳气体中的水蒸气(或干燥二氧化碳) 在气体发生装置前加一个经过碱液处理的通入空气的装置；在碱石灰装置后再连接一个装有碱石灰的装置

【解析】

I.(1)混合物中碳酸钠的质量分数=×100%，混合物的质量为m g，碳酸钠的质量可根据碳酸钡的质量n g来求出；根据沉淀洗涤方法分析；

(2)若用氯化钙的话，反应生成的氢氧化钙微溶于水，会使沉淀的质量变大；

II.(1)根据浓硫酸的吸水性分析；

(2)反应后的装置中会有残留的二氧化碳气体，碱石灰会吸收外面空气中的水和二氧化碳。

I.(1)设碳酸钠的质量为x，根据反应方程式：Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl可知：每有106 g Na2CO3反应，会产生197 g BaCO3沉淀，则反应产生n g BaCO3沉淀，反应的Na2CO3质量x== g，所以样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%；

甲同学洗涤沉淀的具体操作是：向沉淀中加入蒸馏水至刚好没过沉淀，静置，待水自然流下后，再重复2-3次；

(2)若用氯化钙，反应生成的Ca(OH)2微溶于水，会使沉淀的质量变大，且碳酸钙的相对分子量小于碳酸钡，会导致称量误差偏大；

II.(1)浓硫酸具有吸水性，盛有浓硫酸的装置的作用是吸收二氧化碳气体中的水蒸气；

(2)该方案中没有除去装置中的空气，空气中含有二氧化碳会影响测定结果，另外反应后的装置中也有残留的二氧化碳气体；碱石灰也会吸收外面空气中的水和二氧化碳。改进方法是在气体发生装置前加一个经过碱液处理的通入空气的装置，在实验前先通入空气，排除装置中空气中CO2的干扰，实验结束再通入空气，将反应产生的CO2赶出，全部被碱石灰吸收；在碱石灰装置后再连接一个碱石灰装置，以防吸收空气中的水和二氧化碳。