Question

某NaOH固體中含有Na₂CO₃．老師安排第一小組做除去NaOH溶液中Na₂CO₃的實驗．第二、第三小組同學做測定該固體混合物中Na₂CO₃質量分數的實驗．
Ⅰ．第一小組的同學取一定量的該固體溶于水，得到混合溶液，為了除去溶液中的
Na₂CO₃雜質，甲、乙、丙、丁四位同學分別選擇下列試劑進行實驗．其中，不合理的是______．
甲：適量稀鹽酸．乙：過量KOH溶液．丙：適量Ba（OH）₂溶液．丁：適量CaCl₂溶液．
Ⅱ．第二小組利用左下圖裝置測定NaOH和Na₂CO₃的混合物中Na₂CO₃的質量分數，用電子天平稱量數據如下表：

稱   量   項   目	質量（g）
NaOH和Na2CO3的混合物	9.30
錐形瓶質量	41.20
錐形瓶+稀鹽酸質量（過量）	141.20
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后，第一次稱量的質量	148.50
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后，第二次稱量的質量	148.30
錐形瓶+稀鹽酸質量+全部NaOH和Na2CO3的混合物后，第三次稱量的質量	148.30

（1）寫出固體混合物與鹽酸發生化學反應的化學方程式：______．
（2）混合物中Na₂CO₃的質量分數為______．
Ⅲ．第三組選用另一種方案測定NaOH和Na₂CO₃的混合物（mg）中Na₂CO₃的質量分數，其操作流程如下：
固體混合物溶液BaCO₃a g
（1）A是______（填化學式）．該實驗要求加入的A溶液必須過量，檢查A溶液已經過量的方法是______．
（2）B操作的名稱是______．該操作需要的玻璃儀器有______．
（3）計算混合物中Na₂CO₃的質量分數．（寫出計算步驟）

Answer 1

【答案】分析：I．分析所提供的甲、乙、丙、丁四種試劑與混合溶液發生反應的情況，根據除去混合物中雜質的要求，判斷出不適合用于除去雜質碳酸鈉的試劑；
II．利用碳酸鈉可與鹽酸反應放出二氧化碳，而氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水而無氣體產生，可通過測定放出氣體二氧化碳的質量可計算混合物中碳酸鈉的質量，從而求得混合物樣品中碳酸鈉的質量分數；
III．利用只能與碳酸鈉發生反應而生成碳酸鋇沉淀的試劑，加入該試劑完全反應后過濾，通過所得沉淀質量利用反應的化學方程式，計算混合物中碳酸鈉的質量，從而求得混合物樣品中碳酸鈉的質量分數．
解答：解：I．甲試劑稀鹽酸既能與碳酸鈉反應也可與氫氧化鈉反應，不能達到除去NaOH溶液中Na₂CO₃的目的；乙試劑KOH溶液既不能與碳酸鈉反應也不能與氫氧化鈉反應，不能達到除去NaOH溶液中Na₂CO₃的目的；丙試劑Ba（OH）₂溶液可與碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鈉，因此加入適量Ba（OH）₂溶液充分反應后過濾，可以除去NaOH溶液中Na₂CO₃；丁試劑氯化鈣與碳酸鈉反應生成的氯化鈉成為新的雜質，不能達到除去NaOH溶液中Na₂CO₃的目的；
II．（1）稀鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水，與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應化學方程式為NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）根據質量守恒定律，生成二氧化碳的質量=141.20g+9.30g-148.30g=2.20g；
設混合物樣品中的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                     2.20g
=  x=5.30g
混合物中Na₂CO₃的質量分數=×100%≈57%
III．（1）由于氯化鋇、氫氧化鋇、硝酸鋇等溶液都可與碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀，因此它們都可能用作A溶液；為檢驗所加入的氯化鈉溶液過量，可向過濾后所得澄清的濾液中滴加碳酸鈉溶液，觀察到有白色沉淀生成，說明所加入的氯化鋇溶液過量；
（2）經過操作B后溶液中的沉淀碳酸鋇與溶液分離，因此操作B應為過濾操作；該操作過程需要使用的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
故答案為：
I．甲、乙、丁；
II．（1）NaOH+HCl═NaCl+H₂O，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；（2）57%；
III．（1）BaCl₂；向澄清的濾液中滴加碳酸鈉溶液，有白色沉淀產生；（2）過濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（3）設混合物中Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+BaCl₂═2NaCl+BaCO₃↓
106                 197
x                   a g
=  x=g
混合物中Na₂CO₃的質量分數=×100%=×100%
答：混合物中Na₂CO₃的質量分數為×100%．
點評：檢驗兩種溶液反應后其中一種溶液是否過量，通常可采取向反應后的澄清溶液中再加入另一種反應物溶液，觀察是否繼續反應產生沉淀而判斷．