Question

“侯氏制碱法”制得的纯碱（Na₂CO₃）中常含有少量氯化钠．某化学兴趣小组的同学拟测定某纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数．

【方案一】沉淀分析法（如图1所示）则：
（1）“操作Ⅰ”的名称是______．
（2）溶液M中含有的阳离子有______．
（3）确定CaCl₂溶液是否过量的方法是______．
A．静置混合物，向上层清液中z再滴加CaCl₂溶液，如果无沉淀，则过量
B．向溶液M中滴加CaCl₂溶液，如果有沉淀，则过量
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，导致Na₂CO₃的质量分数______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．判断沉淀A洗净的方法是：取最后一次洗涤所得滤液，滴加AgNO₃溶液，若______（填“有”或“无”）白色沉淀，则洗涤干净．
（5）样品中Na₂CO₃的质量分数为______（用字母m、n的代数式表示）．
【方案二】气体分析法（如图2所示）
（1）A装置中反应的化学方程式为______，盛稀硫酸的仪器名称为______．
（2）B装置的作用是______；C装置中反应的化学方程式为______．
（3）通过称量______装置在反应前后的质量，即可求得产生二氧化碳的质量．
（4）理论上【方法二】比【方案一】会产生较大的误差，原因是______．

Answer

【方案一】（1）操作1中加入过量氯化钙的目的是把碳酸钠充分反应，然后经过过滤操作把固体和液体分离；
（2）样品中的氯化钠和氯化钙不反应，由于氯化钙过量，因此碳酸钠完全反应，且生成了氯化钠，因此溶液M中含有的阳离子有钠离子和钙离子；
（3）若CaCl2不过量，则会有Na2CO3剩余，再加入CaCl2后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量；
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大；若沉淀A洗净不干净，则所得滤液中含有银离子，可通过滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀的方法判断；
（5）根据碳酸钠和氯化钙反应的化学方程式结合生成的碳酸钙的质量列比例方程计算即可；
【方案二】（1）根据化学方程式的书写和仪器的名称进行分析．
（2）根据浓硫酸的吸水性和化学方程式的书写方法进行分析．
（3）通过称量C装置在反应前后的质量，即可求得产生二氧化碳的质量．
（4）【方法二】中装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置．
【解析】
【方案一】（1）“操作Ⅰ”的名称是过滤，故答案为：过滤；
（2）样品中的氯化钠和氯化钙不反应，由于氯化钙过量，因此碳酸钠完全反应，且生成了氯化钠，因此溶液M中含有的阳离子有钠离子和钙离子，故答案为：钠离子和钙离子；
（3）若CaCl2不过量，则会有Na2CO3剩余，再加入CaCl2后若生成沉淀则说明不过量，如果无沉淀，则过量，故选A；
（4）若沉淀A没有洗涤烘干，会导致计算出的碳酸钠质量偏大，碳酸钠的质量分数就偏大；判断沉淀A洗净的方法是：取最后一次洗涤所得滤液，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀，则洗涤干净，故答案为：偏大；无；
（5）设样品中Na2CO3的质量分数为x，则
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106                 100
mgx                 ng
=，解得x=，故答案为：；
【方案一】（1）碳酸钠和稀硫酸反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，盛稀硫酸的仪器名称为分液漏斗，故答案为：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；分液漏斗；
（2）浓硫酸具有吸水性，因此B装置的作用是除去水蒸气；二氧化碳和氢氧化钠反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，故答案为：除去水蒸气；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；
（3）C装置在反应前后的质量差，即是产生二氧化碳的质量，故答案为：C；
（4）【方法二】中装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置，故答案为：装置内的残留二氧化碳没有被吸收，空气中的二氧化碳和水蒸气也会进入C装置；