純鹼是工業生產和日常生活中的重要物質．某興趣小組為測定某工業純鹼（假設僅含碳*雜質）中碳的質量分數，設...

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問題詳情：

純鹼是工業生產和日常生活中的重要物質．某興趣小組為測定某工業純鹼（假設僅含碳***雜質）中碳**的質量分數，設計了下列三種實驗方案進行探究．請填空：

方案一：純鹼樣品測定剩餘固體質量

（1）分別稱取乾燥坩堝和純鹼樣品的質量，將純鹼樣品放入坩堝中充分加熱（如右圖）．坩堝中發生反應的化學方程式為：．

（2）將坩堝置於乾燥器中冷卻後稱量．實驗時需要重複“加熱、冷卻、稱量”*作多次，其目的是：．

方案二：純鹼樣品溶液測定沉澱質量

（1）稱取m1g樣品，置於小燒杯中，加水溶解．向小燒杯中滴加足量*化鈣溶液（如圖）．將反應混和物過濾後的下一步*作是：．

（2）沉澱經乾燥後稱量為m2g，則該樣品中碳**的質量分數為： %．

（3）如果用*氧化鈣溶液代替*化鈣溶液作沉澱劑，在其他*作正確的情況下，測得樣品中的碳**質量分數將比實際（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

方案三：純鹼樣品測定生成二氧化碳的質量

（1）本實驗採用vk圖裝置，C中盛放的物質是．

（2）反應前後都要通入N2，反應後通入N2的目的是：

【回答】

考點：探究物質的組成或測量物質的含量．

專題：實驗探究和數據處理題．

分析：方案一：該方案原理為在加熱的條件下Na2CO3能夠穩定存在，而NaHCO3較易發生如下的分解反應2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，從而根據殘留的固體的量推算出樣品中碳**的質量分數．該方案根據加熱後殘渣的質量來求解，要加熱至恆重，以保*NaHCO3全部分解．

方案二：該方案原理為在樣品中加入CaCl2溶液，其中Na2CO3可與CaCl2發生反應Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl，而NaHCO3與CaCl2則不反應．從而根據產生的沉澱量，得出純鹼的質量分數．

方案關鍵是測定CaCO3沉澱的質量，自然要保*沉澱完全，要正確過濾好．

（1）沉澱會附着*化*、*化鈣．

（2）根據碳*鈣計算碳**質量，再根據質量分數定義計算碳**質量分數．

（3）在一定量樣品中加入足量Ca（OH）2溶液，此時分別發生如下反應Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH，

NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH+H2O，均產生CaCO3沉澱，根據樣品的總量和生成CaCO3沉澱的量，就可得出純鹼的質量分數．

方案三：該方案原理為一定量混合樣品與足量的稀硫*分別發生如下反應Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O，

2 NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O↑，根據所產生的CO2的質量，可以分別求得樣品中Na2CO3和NaHCO3的質量從而得出純鹼的質量分數．該方案關鍵是要獲得產生的CO2的質量，在實驗前要檢查裝置的氣密*，要將裝置中的CO2全部被鹼石灰所吸收，要稱量鹼石灰在吸收CO2前後的質量．

（1）C裝置乾燥二氧化碳．

（2）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，反應後裝置中容器內含有二氧化碳，不能被C中鹼石灰完全吸收，導致測定結果有較大誤差．

解答：解：方案一：

（1）坩堝中發生反應的化學方程式為：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

故*為：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O．保*NaHCO3全部分解．

（2）該方案根據加熱後殘渣的質量來求解，要加熱至恆重，以保*NaHCO3全部分解．

故*為：加熱至恆重，以保*NaHCO3全部分解．

方案二：

（1）碳*鈣沉澱會附着*化*、*化鈣，過濾後需用蒸餾水洗滌．

故*為：用蒸餾水洗滌．

（2）沉澱經乾燥後稱量為m2g，碳*鈣物質的量等於碳**物質的量，所以碳**的質量為×106g，則該樣品中碳**的質量分數為×100%=%．

故*為：%．

（3）在一定量樣品中加入足量Ca（OH）2溶液，此時分別發生如下反應Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH，

NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH+H2O，均產生CaCO3沉澱，根據樣品的總量和生成CaCO3沉澱的量，可以計算碳**質量，就可得出純鹼的質量分數．故用*氧化鈣溶液代替*化鈣溶液作沉澱劑，在其他*作正確的情況下，測得樣品中的碳**質量分數不變．

故*為：不變．

方案三：

（1）C裝置乾燥二氧化碳，所以C中盛放的物質是濃硫*．

（2）該方案關鍵是要獲得產生的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，反應後裝置中容器內含有二氧化碳，不能被C中鹼石灰完全吸收，導致測定結果有較大誤差，所以反應前後都要通入N2，反應後通入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D裝置中鹼石灰吸收．

故*為：排盡裝置內的空氣，將生成的二氧化碳從容器內排出，被D裝置中鹼石灰吸收．

點評：以實驗探究“工業純鹼（假設僅含碳***雜質）中碳**的質量分數”為載體，考查學生對於實驗原理與裝置理解評價、實驗基本*作、化學計算等，難度中等，題目涉及到的小蘇打和純鹼的化學知識是多方面的，構成了一道多角度的探究題．

知識點：物質的分離提純和檢驗

題型：實驗,探究題