为了测定某品牌食用纯碱中碳酸钠的质量分数,某校化学研究性学习小组的探究过程如下:
[提出问题]样品中碳酸钠的质量分数是多少?
[知识准备]
食用纯碱的主要成分是碳酸钠,另外还含有少量的氯化钠;反应过程中不考虑水和氯化氢的挥发.
[设计方案并实验]
甲组同学:称取12.00样品,加水配成溶液,在溶液中加入过量澄清石灰水,过滤、洗涤、干燥,共得到白色沉淀10.00g.
乙组同学:称取12.00样品,加入足量的稀盐酸直到反应停止,共收集到4.4g二氧化碳.
[解决问题]
请你任选一组同学的实验结果,帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量是______,碳酸钠的质量分数是______.(计算结果精确到0.1%)
[交流反思]
(1)甲组的小青同学认为,要求出碳酸钠的质量,也可以使用与盐酸和石灰水所属类别不同的其他物质______(填一种具体物质的化学式)的溶液与样品反应,通过测定相关物质的质量,进行有关计算即可.
(2)乙组的小雨同学认为,所用稀盐酸的溶质质量分数也可求出:取13.5g样品放入烧杯中,每次加入20g稀盐酸(不考虑水、氯化氢逸出)后用精密仪器称量,记录实验数据如下:
加入盐酸的次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
烧杯及所称物质总质量/g | 78.9 | 97.8 | 116.7 | 135.60 | 155.05 | 175.05 | 195.05 |
生成气体的质量/g | 1.1 | 2.2 | a | 4.4 | 4.95 | b | -- |
设生成10g碳酸钙所需碳酸钠的质量为x,则有
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH
106 100
x 10g
=106 x 100 10g
x=10.6g
碳酸钠的质量分数是:
×100%=88.3%.10.6g 12g
(1)碳酸钠还能与某些含有可溶性钙离子或钡离子的盐结合生成沉淀,所以本题答案为:CaCl2;
(2)分析表格所给数据可以发现,每加入20g盐酸能生成二氧化碳的质量为1.1g,故第三次时产生的二氧化碳质量共为3.3g,如此推测,则第五次时二氧化碳的质量应为5.5g,但是只有4.95g,说明碳酸钠全部参加反应,故第六次时再加入盐酸不再有二氧化碳产生,要绘制曲线,需要找准拐点,由表格所给数据可以知道,碳酸钠再加入盐酸的量为80g~100g之间时全部参加反应,最多生成二氧化碳的质量为4.95g,所以本题答案为:3.3,4.95;