Question

9．某校課外小組為測定某Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中Na₂CO₃的質量分數(shù)，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：
稱量樣品→溶解→加入過量BaCl₂溶液→過濾出沉淀B→烘干稱量→處理實驗數(shù)據(jù)得出結果 
（1）實驗時，過濾操作中，除了燒杯、漏斗外，還要用到的玻璃儀器為玻璃棒；
（2）若實驗中測得樣品質量為mg，沉淀質量為ng，則Na₂CO₃的質量分數(shù)為$\frac{106n}{197m}$×100%．
方案Ⅱ．乙組同學的主要實驗流程圖如下：
稱量樣品→稱量C→逐滴加入稀H₂SO₄至過量→凈化吸收氣體→再稱量C→處理實驗數(shù)據(jù)得出結果按如圖所示裝置進行實驗：
（3）該實驗中裝置B盛放的物質是濃硫酸，分液漏斗中不能（填“能”或“不能”）用鹽酸代替稀硫酸進行實驗，在C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體．
（4）樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)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越�。ㄌ睢霸酱蟆�、“越小”或“一樣”）．
（5）D裝置的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質量增加量的準確性
（6）有的同學認為，在反應前后都要通入N₂，反應后通入N₂的目的是將B、C裝置中的殘留二氧化碳全部驅入D裝置的堿石灰中減小實驗誤差．

Answer 1

分析 方案Ⅰ．（1）根據(jù)過濾操作考慮所需儀器；過濾操用到的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒等；其中屬于玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）沉淀n為碳酸鋇，根據(jù)碳守恒，碳酸鈉的物質的量和碳酸鋇相等，進而計算質量分數(shù)；
方案Ⅱ．碳酸鈉和碳酸氫鈉與稀硫酸反應生成二氧化碳，把除去水蒸氣的二氧化碳被堿石灰吸收，通過堿石灰的增重求得二氧化碳的質量，根據(jù)二氧化碳的質量和樣品質量求得碳酸鈉的物質的量，進而求得質量分數(shù)．A裝置：Na₂CO₃和NaHCO₃混合物和硫酸反應生成二氧化碳，B裝置：干燥二氧化碳，C吸收二氧化碳，D裝置：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置C影響測定結果．
（3）裝置B是除去生成二氧化碳氣中的水蒸氣，利用濃硫酸吸收；鹽酸易揮發(fā)，生成的二氧化碳中含有氯化氫；
（4）等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉與硫酸反應，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多；
（5）空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收；
（6）該方案關鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質量，故應保證產(chǎn)生的二氧化碳完全被吸收，而空氣中二氧化碳不能被吸收．

解答 解：方案Ⅰ．（1）過濾中用到的儀器有：鐵架臺、玻璃棒、燒杯、漏斗等，其中用到的三種玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒；燒杯用來盛放液體，漏斗用于過濾，玻璃棒用來引流和攪拌，
故答案為：玻璃棒；
（2）沉淀n為碳酸鋇，物質的量$\frac{ng}{197g/mol}$=$\frac{n}{197}$mol，根據(jù)碳守恒，碳酸鈉的物質的量和碳酸鋇相等，故碳酸鈉的物質的量為：$\frac{n}{197}$mol，碳酸鈉的質量分數(shù)為：$\frac{\frac{n}{197}mol×106g/mol}{mg}$×100%=$\frac{106n}{197m}$×100%，
故答案為：$\frac{106n}{197m}$×100%；
方案Ⅱ．（3）裝置B的作用是把氣體中的水蒸氣除去，故用濃硫酸來除去水蒸氣；分液漏斗中如果用鹽酸代替硫酸，鹽酸易揮發(fā)，這樣制得二氧化碳氣體中含氯化氫，濃硫酸不能吸收氯化氫，則氯化氫被堿石灰吸收，導致測到二氧化碳質量偏高，等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多，則會導致碳酸氫鈉偏多，碳酸鈉偏��；
故答案為：濃硫酸；不能；
（4）等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳多，故若樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)越大，則產(chǎn)生二氧化碳越少，則實驗中干燥管C在充分吸收氣體前后的質量差就越小，
故答案為：越��；
（5）空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被堿石灰吸收，故D的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質量增加量的準確性；
故答案為：吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，以確保C裝置中質量增加量的準確性；
（6）該方案關鍵是要獲得產(chǎn)生的CO₂的質量，實驗前容器內含有空氣，空氣中含有二氧化碳，會影響生成的二氧化碳的量，反應后裝置中容器內含有二氧化碳，不能被C中堿石灰完全吸收，導致測定結果有較大誤差，所以反應前后都要通入N₂，反應后通入N₂的目的是：排盡裝置內的空氣，將生成的二氧化碳從容器內排出，被C裝置中堿石灰吸收，
故答案為：將B、C裝置中的殘留二氧化碳全部驅入D裝置的堿石灰中減小實驗誤差．

點評 本題考查碳酸鈉含量的測定實驗，為高頻考點，把握實驗裝置的作用及實驗目的為解答的關鍵，側重分析、計算及實驗能力的綜合考查，題目難度中等．