Question

某化工集团用氨碱法生产的纯碱中含有少量氯化钠杂质，为了测定该产品中碳酸钠的纯度，某化学研究性学习小组设计有关方案进行如图

Answer 1

解题思路：（1）Y型管倾斜，使液体倒入碳酸钠样品中；碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水；收集的aL气体为二氧化碳的体积，根据反应方程式计算碳酸钠的质量；

（2）①依据装置图分析反应前后质量减小为二氧化碳的质量；

②依据化学方程式可知生成二氧化碳物质的量和碳酸钠物质的量相同，计算得到碳酸钠的质量分数；二氧化碳携带水蒸气逸出使质量减小的多；

③前两种方案是通过测定生成气体的体积或质量来计算碳酸钠的质量分数，也可通过生成碳酸盐沉淀或氯化银沉淀来测定．

（1）甲所示装置，碳酸钠和稀硫酸分装在Y型玻璃管中，使碳酸钠样品与稀硫酸反应的操作为液体倒入固体中反应，将Y型管倾斜，使硫酸溶液流入到碳酸钠样品中，发生反应的化学方程式为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，离子方程式为：CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂ ↑；

Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，

106g 22.4L

m aL

m=[106g×aL/22.4L]=[106a/22.4]g；

故答案为：将Y型管倾斜，使硫酸溶液流入到碳酸钠样品中；CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂ ↑；[106a/22.4]；

（2）①反应前后质量减小为二氧化碳的质量，215.20-208.60=6.60g；

②二氧化碳物质的量=碳酸钠物质的量=[6.60g/44g/mol]=0.15mol，碳酸钠的质量=0.15mol×106g/mol=15.9g，碳酸钠的质量分数为：[15.9g/16.5g]×100%=96.4%；

二氧化碳携带水蒸气逸出使质量减小的多，二氧化碳的质量增大，碳酸钠质量分数偏大，

③前两种方案是通过测定生成气体的体积或质量来计算碳酸钠的质量分数，也可通过生成碳酸盐沉淀或氯化银沉淀来测定，可设计为：取一定量的样品，加入足量的氯化钙溶液，过滤、洗涤、干燥，测量产生沉淀的质量．或者取一定量的样品，加入足量的硝酸银溶液，再加稀硝酸，过滤、洗涤、干燥，测得产生沉淀的质量，根据沉淀的质量计算碳酸钠或氯化钠的质量，进而计算碳酸钠的质量分数；

故答案为：6.6g；96.4%；逸出的二氧化碳中含有水蒸气；取一定量的样品，加入足量的氯化钙溶液，过滤、洗涤、干燥，测量产生沉淀的质量或者取一定量的样品，加入足量的硝酸银溶液，再加稀硝酸，过滤、洗涤、干燥，测得产生沉淀的质量．

点评：

本题考点： 探究物质的组成或测量物质的含量．

考点点评： 本题考查了物质性质的实验探究分析判断，实验过程的数据处理方法，物质性质的分析应用是解题关键，题目难度中等．