Question

【題目】過(guò)碳酸鈉(Na2CO4)是一種很好的供氧劑，其與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2CO4＋4HCl=4NaCl＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O。市售過(guò)碳酸鈉一般都含有碳酸鈉，為測(cè)定某過(guò)碳酸鈉樣品(只含Na2CO4和Na2CO3)的純度，某化學(xué)興趣小組采用以下兩種方案實(shí)施：

方案一：

(1)操作①和③的名稱(chēng)分別為______________________。

(2)上述操作中，使用到玻璃棒的有 _________________(填操作序號(hào))。

(3)請(qǐng)簡(jiǎn)述操作③的操作過(guò)程：________________________________________________。

方案二：按下圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，Q為一塑料氣袋，隨意取適量樣品于其中，打開(kāi)分液漏斗活塞，將稀鹽酸滴入氣袋中至充分反應(yīng)。

(4)為測(cè)定反應(yīng)生成氣體的總體積，滴稀鹽酸前必須關(guān)閉______(填“K1”“K2”或“K3”，下同)，打開(kāi)________。導(dǎo)管A的作用是_____________________________________________。

(5)當(dāng)上述反應(yīng)停止后，使K1、K3處于關(guān)閉狀態(tài)，K2處于打開(kāi)狀態(tài)，再緩緩打開(kāi)Kl。 B中裝的固體試劑是________________________。

(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，量筒Ⅰ中有x mL水，量筒Ⅱ中收集到了y mL氣體，則樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___________________。

Answer 1

【答案】稱(chēng)量、蒸發(fā)結(jié)晶 ②③ 加熱蒸發(fā)至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量晶體時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干蒸發(fā)皿中的剩余水分 K1，K2 K3 平衡分液漏斗內(nèi)和反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)，使稀鹽酸順利滴下，同時(shí)消除滴下稀鹽酸的體積對(duì)氣體體積的影響 堿石灰 122y/(53x-37y)

【解析】

測(cè)定某過(guò)碳酸鈉樣品(只含Na2CO4和Na2CO3)的純度，樣品稱(chēng)量質(zhì)量得到樣品質(zhì)量為m1g，加入稀鹽酸溶解后過(guò)濾得到溶液為氯化鈉溶液，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶析出氯化鈉，稱(chēng)量得到固體氯化鈉的質(zhì)量為m2g，根據(jù)方案一流程可判斷出操作①為稱(chēng)量，操作②為溶解，操作③為蒸發(fā)結(jié)晶。方案二中量筒Ⅰ中水的體積為產(chǎn)生的CO2、O2的體積，量筒Ⅱ中收集到的氣體為O2，根據(jù)方案二依據(jù)測(cè)定的氧氣體積計(jì)算物質(zhì)的量，結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算過(guò)碳酸鈉物質(zhì)的量計(jì)算得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)。以此分析解答。

根據(jù)方案一流程可判斷出操作①為稱(chēng)量，操作②為溶解，操作③為蒸發(fā)結(jié)晶。

（1）由上述分析可知操作①為稱(chēng)量，操作③為蒸發(fā)結(jié)晶，

故答案為：稱(chēng)量、蒸發(fā)結(jié)晶；

（2）上述操作中用到玻璃棒的有溶解和蒸發(fā)結(jié)晶，

故答案為：②③；

（3）操作③為蒸發(fā)結(jié)晶，其具體過(guò)程為：加熱蒸發(fā)至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量晶體時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干蒸發(fā)皿中的固體，

故答案為：加熱蒸發(fā)至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量晶體時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干蒸發(fā)皿中的剩余水分；

（4）反應(yīng)產(chǎn)生的CO2、O2使氣袋變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO2、O2的體積，所以滴稀鹽酸前必須關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3。導(dǎo)管A的作用是平衡分液漏斗內(nèi)和反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)，使稀鹽酸順利滴下，同時(shí)消除滴下稀鹽酸的體積對(duì)氣體體積的影響，

故答案為：K1，K2 ；K3 ；平衡分液漏斗內(nèi)和反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)，使稀鹽酸順利滴下，同時(shí)消除滴下稀鹽酸的體積對(duì)氣體體積的影響；

（5）B裝置用來(lái)除去生成氣體中的CO2，則B中所裝固體試劑為堿石灰。緩慢打開(kāi)K1是為了讓生成的CO2能夠被B裝置中堿石灰充分吸收，從而使量筒中收集到較純的O2，

故答案為：堿石灰；

（6）依題意可知，量筒Ⅱ中收集到的氣體為O2，量筒Ⅰ中水的體積等于反應(yīng)產(chǎn)生的CO2與O2的總體積，則可進(jìn)行如下計(jì)算：

n(Na2CO4)=2 n(O2)=mmol，n(CO2)=mmol，Na2CO4與鹽酸反應(yīng)生成CO2的物質(zhì)的量為n(CO2)1=mmol，又Na2CO3與鹽酸反應(yīng)生成CO2的計(jì)量關(guān)系為Na2CO3~CO2，則n(Na2CO3)= n(CO2)2=mmol，

所以Na2CO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w( Na2CO4)%=100%=122y/(53x-37y)。

故答案為：122y/(53x-37y)。