Question

11．實驗室有一瓶長期暴露在空氣中已變質的氫氧化鈉固體樣品，某興趣小組的同學對該樣品的碳酸鈉含量進行了探究．
【提出問題】如何測量該部分變質樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)？
【查閱資料】CO₂在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解．
【實驗探究】小紅同學設計如圖所示裝置（鐵架臺略去），實驗在27℃，101kPa下進行，步驟如下：
①按圖連接好裝置，檢查裝置氣密性；
②用托盤天平準確稱取該樣品10g，放入A中試管內，向B中集氣瓶中倒入飽和碳酸氫鈉溶液至瓶頸處；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打開活塞，讓稀硫酸滴入試管中至過量，關閉活塞．反應結束后，量筒中收集到飽和碳酸氫鈉溶液220mL．
請回答下列問題：
（1）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是避免CO₂溶解在水中有損耗，導致測定結果偏低；
（2）第③步操作中加入稀硫酸已經過量的現(xiàn)象是不再產生氣體；
（3）變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為53%．（在27℃，101kPa時二氧化碳的密度為2.0g/L）（計算結果精確至1%）
（4）通過本實驗測得的碳酸鈉質量分數(shù)比實際值偏大的原因是讀數(shù)時俯視讀數(shù)，致使二氧化碳的體積偏大，會造成測得的碳酸鈉質量分數(shù)比實際值偏大．

Answer 1

分析 （1）根據二氧化碳能溶于水分析回答；
（2）根據碳酸鈉與鹽酸的反應分析判斷；
（3）根據生成的我二氧化碳的體積計算出質量，在求出樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)；
（4）根據俯視讀數(shù)，讀數(shù)偏大分析回答．

解答 解：（1）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是避免CO₂溶解在水中有損耗，導致測定結果偏低；
（2）由于碳酸鈉能與鹽酸反應生成了二氧化碳氣體，所以第③步操作中加入稀硫酸已經過量的現(xiàn)象是不再產生氣體；
（3）220mL二氧化碳的質量是0.44g，
設變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑    
106                   44  
x                    0.44g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{0.44g}$  解得：x=1.06g  
所以變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為 $\frac{1.06g}{2g}$×100%=53%．
（4）通過本實驗測得的碳酸鈉質量分數(shù)比實際值偏大的原因是讀數(shù)時俯視讀數(shù)，致使二氧化碳的體積偏大，會造成測得的碳酸鈉質量分數(shù)比實際值偏大．
故答為：（1）B避免CO₂溶解在水中有損耗，導致測定結果偏低；（2）不再產生氣體；（3）變質氫氧化鈉樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為53%．（4）讀數(shù)時俯視讀數(shù)，致使二氧化碳的體積偏大，會造成測得的碳酸鈉質量分數(shù)比實際值偏大．

點評 本題考查了氫氧化鈉變質的檢驗、變質程度的測定及除雜的問題，綜合性較強，難度較大，特別是語言的表達；解這類題目時，選擇試劑很重要，要注意在檢驗和除雜的不同，在除去雜質的同時，原物質不能減少，但可以增多，且反應后不能生成新的雜質．