Question

某校課外小組為測定某碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質量分數，甲、乙兩組同
學分別進行了下列相關實驗。
方案Ⅰ．甲組同學用沉淀分析法，按如下圖所示的實驗流程進行實驗：[已知Ba(HCO₃)₂可溶于水]

（1）實驗時，過濾操作中，除了玻璃棒、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為             。
（2）洗滌沉淀B的操作是                                                   。
（3）若實驗中測得樣品質量為m g，沉淀質量為n g，則碳酸鈉的質量分數為____________。
方案Ⅱ．乙組同學的主要實驗流程圖如下：

按如下圖所示裝置進行實驗：

（4）該實驗中裝置B盛放的物質是_____________________，分液漏斗中          （填“能”或“不能”）用鹽酸代替稀硫酸進行實驗。
（5）在C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體。
①樣品中碳酸鈉的質量分數越大，則實驗中吸收凈化后氣體的干燥管在充分吸收氣體前后的質量差
____________________。（填“越大”、“越小”或“不變化”）
②D裝置的作用是_________________________。
（6）有的同學認為為了減少實驗誤差，在反應前后都要通入N₂（如右圖），反應后通入N₂的目的是____
__________________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）燒杯（2分）
（2）用玻璃棒引流，注入蒸餾水，直至剛好沒過沉淀，待水從漏斗底部自然流完后，重復上述操作2-3次。（2分）
（3）×100%（2分） （4）濃硫酸   不能（各1分）
（5）① 越小（2分） ②吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個干燥管中質量增加量的準確性。（答案合理即可）（2分）
（6）將B、C裝置中殘留CO₂全部驅入D裝置的堿石灰中，減小實驗誤差。（2分）

試題分析：（1）實驗時，過濾操作中，除了玻璃棒、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為燒杯。
（2）過濾后沉淀的洗滌是在過濾器中完成的，所以洗滌沉淀B的操作是用玻璃棒引流，注入蒸餾水，直至剛好沒過沉淀，待水從漏斗底部自然流完后，重復上述操作2-3次。
（3）能和氯化鋇反應生成沉淀的是碳酸鈉，即B是碳酸鋇。所以若實驗中測得樣品質量為m g，沉淀質量為n g，則碳酸鋇的質量就是ng，物質的量＝mol，因此根據CO₃^2-守恒可知，碳酸鈉的物質的量也是mol，質量＝g，則碳酸鈉的質量分數為×100%。
（4）由于堿石灰也能吸收水蒸氣和氯化氫，而生成的CO₂氣體中含有水蒸氣，所以B中盛放的應該是濃硫酸，用來干燥CO₂。又因為鹽酸易揮發，如果用鹽酸代替稀硫酸，則生成的CO₂氣體中混有氯化氫氣體，堿石灰吸收氯化氫，導致測量的CO₂質量不準確，因此不能用鹽酸代替稀硫酸。
（5）①由于在質量相等的條件下，碳酸氫鈉與稀硫酸反應放出的CO₂氣體多，所以樣品中碳酸鈉的質量分數越大，生成的CO₂越少，則實驗中吸收凈化后氣體的干燥管在充分吸收氣體前后的質量差越小。
②由于空氣中也含有水蒸氣、CO₂，所以D裝置中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保前一個干燥管中質量增加量的準確性。
（6）由于裝置中含有空氣，所以實驗前通入氮氣的目的是排盡裝置中的空氣。而實驗后裝置還有未被吸收的CO₂，所以實驗后通入氮氣的目的是將B、C裝置中殘留CO₂全部驅入D裝置的堿石灰中，減小實驗誤差。