Question

化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測定某Na₂CO₃和NaCl的固體混合物樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答．

（1）甲同學(xué)用圖1所示裝置測定CO₂的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)時稀硫酸是與樣品中的

 

（填“Na₂CO₃”或“NaCl”）發(fā)生反應(yīng)．儀器b的名稱是

 

．洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，此濃硫酸的作用是

 

．
（2）乙同學(xué)用圖2所示裝置，取一定質(zhì)量的樣品（為m g；已測得）和足量稀硫酸反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成樣品中Na₂CO₃”質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定．
①實(shí)驗(yàn)前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內(nèi)推壓，若觀察到

 

，則裝置氣密性良好．
②在實(shí)驗(yàn)完成時，能直接測得的數(shù)據(jù)是CO₂的

 

  （填“體積”或“質(zhì)量”），該實(shí)驗(yàn)對樣品的用量有一定的要求，理由是

 

．
（3）丙同學(xué)用圖3所示方法和步驟實(shí)驗(yàn)：
①操作I涉及的實(shí)驗(yàn)名稱有

 

、洗滌；操作Ⅱ涉及的實(shí)驗(yàn)名稱有干燥、

 

．
②根據(jù)數(shù)據(jù)計算丙測得的樣品中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應(yīng)，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應(yīng)過程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w；
（2）①使用注射器改變瓶內(nèi)氣體的多少而改變瓶內(nèi)壓強(qiáng)；當(dāng)將針筒活塞向內(nèi)推壓時，瓶內(nèi)氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，瓶內(nèi)液體則會被壓入長頸漏斗內(nèi)，b下端玻璃管中液面上升，可以說明裝置氣密性良好；②裝置中加入硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，注射器活塞被向外推出，可以測定二氧化碳的體積；
（3）①依據(jù)流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質(zhì)量；
②依據(jù)沉淀質(zhì)量和化學(xué)方程式計算碳酸鈉質(zhì)量，可計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）依據(jù)裝置和試劑分析，硫酸和樣品中的碳酸鈉反應(yīng)，儀器b是加入液體的儀器可以控制加入的量，是分液漏斗；反應(yīng)過程中含有水蒸氣，可以利用濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w．
故答案為：Na₂CO₃；分液漏斗；干燥氣體；
（2）①使用注射器改變瓶內(nèi)氣體的多少而改變瓶內(nèi)壓強(qiáng)；當(dāng)將針筒活塞向內(nèi)推壓時，瓶內(nèi)氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，瓶內(nèi)液體則會被壓入長頸漏斗內(nèi)，b下端玻璃管中液面上升，可以說明裝置氣密性良好，故答案為：分液漏斗內(nèi)液面上升；
②在實(shí)驗(yàn)完成時，反應(yīng)后可以利用注射器讀取生成氣體的體積，能直接測得的數(shù)據(jù)是CO₂的體積，故答案為：體積．該實(shí)驗(yàn)對樣品的用量有一定的要求，理由是：樣品太多，生成的氣體體積超過注射器的量程；樣品太少，生成的氣體體積較小，誤差較大；
（3）①流程分析可知，加入氫氧化鋇溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到沉淀碳酸鋇質(zhì)量，故答案為：過濾；稱量；
 ②由流程分析判斷：碳酸鋇沉淀質(zhì)量為19.7g，則可設(shè)樣品中Na₂CO₃質(zhì)量為x．
Ba（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+BaCO₃↓
           106         197
            x          19.7g
則

106

x

=

197

19.7g

，解得x=10.6g，又因?yàn)闃悠焚|(zhì)量為20g，則

10.6g

20g

×100%=53%．
故答案為：（1）Na₂CO₃，分液漏斗．干燥氣體．
（2）①分液漏斗內(nèi)液面上升，②體積，樣品太多，生成的氣體體積超過注射器的量程；樣品太少，生成的氣體體積較小，誤差較大
（3）①過濾、稱量．②53%

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和含量測定方法分析判斷，混合物中物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算方法和應(yīng)用，題目難度較大．