(14分)现有碳酸钠和氯化钠的固体混合物,为了测定样品中碳酸钠的含量,化学兴趣小组同学分两组进行了以下实验。
第一组
实验装置
实验步骤
①连接好装置,检查气密性;
②盛装药品,其中样品a g,称量E的质量,连接好装置;
③关闭止水夹,向B中加入一定量稀硫酸;
④当B中充分反应后,打开止水夹,经过A装置,通入一定量的空气,将B、D中残余的气体全部赶入到E装置中;
⑤称量E,增重了b g 。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称 ,D中盛放的试剂是 。
(2)B中发生反应的化学方程式为 。
(3)A中反应的离子方程式为 。
(4)改变下列一个条件,导致测定样品中的碳酸钠的质量百分含量偏低的是 (选填字母)
A.实验后期不通入空气 B.将仪器C中的硫酸换成盐酸
C.撤走仪器D D.撤走仪器F
第二组
实验装置
实验步骤
①检查装置气密性
②装好试剂,其中样品b g,连接好装置,将注射器的活塞推到底,即0mL处
③加入20mL硫酸,
④待反应充分进行后,活塞不在移动,记下活塞前端对应的刻度为V mL
回答下列问题
检查该装置气密性的方法是: 。
(2)对于产生气体的体积有两种观点,观点一:产生气体的体积为VmL;观点二:产生气体的体积为(V-20)mL,你认为 (填“观点一”“观点二”)正确。
(3)假如该实验在标准状况下进行,b=0.5g,V=76mL,则样品中碳酸钠的质量百分含量为 。
第一组
(1)分液漏斗(1分),浓硫酸(1分) (2)Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O (2分)
(3)CO2+2OH-=CO32-+H2O (2分) (4)A (2分)
第二组
(1)连接好装置,关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞向外拉一段距离,松开活塞后,若活塞最终回到原来的位置,即证明气密性良好,否则气密性不好。(2分)
(2)观点二(2分) (3)53%(2分)
第一组实验:仪器C为分液漏斗,它的构造区别于普通漏斗,普通漏斗没有活塞,也没有瓶塞,而分液漏斗有。将稀硫酸加入样品后,稀硫酸酸会与样品中的碳酸钠发生复分解反应,其化学反应方程式为:H2SO4 + Na2CO3===== Na2SO4 + CO2↑+ H2O,从装置B中出来的CO2气体中含有水蒸气,为了防止水蒸气被E装置中的碱石灰吸收而造成样品中Na2CO3的质量百分含量偏高,D装置要用盛有浓H2SO4的洗气瓶除去CO2气体中含有水蒸气。为了防止空气中的CO2气体和水蒸气进入E装置而造成样品中Na2CO3的质量百分含量偏高,所以,还需要在装置的最后面连一个盛有碱石灰的球形干燥管。
反应结束后,为了使生成的CO2气体充分被E装置中的碱石灰吸收,需要从A装置中缓缓通入空气,使装置中残留的CO2气体全部被E装置中的碱石灰吸收。由于空气中也含有一定的CO2气体,为了防止空气中的CO2被E装置中的碱石灰吸收,所以,在A装置中加入氢氧化钠溶液,除去空气中的CO2气体,离子方程式为:CO2+2OH-=CO32-+H2O。当然,稀硫酸不能用盐酸代替,因为盐酸会挥发出HCL气体,也会被碱石灰吸收,从而造成Na2CO3的质量百分量偏高。综上所述,第一组实验的正确答案为:
第一组
(1)分液漏斗(1分),浓硫酸(1分) (2)Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O (2分)
(3)CO2+2OH-=CO32-+H2O (2分) (4)A (2分)
第二组实验解析:(1)连接好装置,关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞向外拉一段距离,松开活塞后,若活塞最终回到原来的位置,即证明气密性良好,否则气密性不好。
(2)当加入20mL硫酸后,空气也会被挤入注射器中,所以观点二正确。
(3)标准状况下,根据气体的体积76mL可求得气体的物质的量,进而可求得样品中碳酸钠的质量百分含量为53%