Question

實(shí)驗(yàn)室有一瓶久置部分變質(zhì)的氫氧化鈉固體，某化學(xué)興趣小組采用如圖所示裝置測(cè)定樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
實(shí)驗(yàn)操作過程如下：把準(zhǔn)確稱量的10.0克樣品裝入B裝置后，將裝置B分別與裝置A和C相連，打開開關(guān)K，從a處緩緩鼓入空氣幾分鐘后，將開關(guān)K關(guān)閉，再將已稱量過的干燥管D與裝置C連接，然后將足量的稀硫酸緩緩注入B裝置的瓶中．待反應(yīng)完全后，再次打開開關(guān)K緩緩鼓入空氣幾分鐘，最后稱量干燥管D，增重了2.2克．請(qǐng)回答：
（1）氫氧化鈉固體久置變質(zhì)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）為順利完成實(shí)驗(yàn)探究，你認(rèn)為上圖的裝置可選用下圖中的

 

裝置（填裝置序號(hào)）．
（3）裝置B中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式是

 

．
（4）由干燥管D增加的質(zhì)量，可推算出樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（5）裝置C的作用是

 

．
（6）裝置A是為了吸收空氣中的某氣體，實(shí)驗(yàn)前第一次鼓入空氣是為了驅(qū)趕裝置中的該氣體，則該氣體是

 

（填物質(zhì)的化學(xué)式）．若反應(yīng)后不鼓入空氣，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是

 

（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析：（1）氫氧化鈉會(huì)吸收空氣中二氧化碳變成碳酸鈉而變質(zhì)；
（2）固體樣品與稀硫酸反應(yīng)不需要加熱，所以不需要選E裝置；而裝置G的氣密性不好，使產(chǎn)生的氣體逸出，也不可選G裝置；
（3）碳酸鈉與硫酸接觸時(shí)，通過交換成分而發(fā)生反應(yīng)，可放出氣體二氧化碳；
（4）裝置D增加質(zhì)量即為碳酸鈉與硫酸反應(yīng)放出的二氧化碳質(zhì)量，由反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計(jì)算參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量，樣品質(zhì)量與碳酸鈉質(zhì)量差即樣品中氫氧化鈉質(zhì)量，氫氧化鈉質(zhì)量與樣品質(zhì)量比可計(jì)算樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）濃硫酸具有吸水性，能吸收混在二氧化碳?xì)怏w中的水分，而得到干燥的二氧化碳?xì)怏w；
（6）利用除去二氧化碳的空氣排出裝置內(nèi)殘留空氣，避免空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；反應(yīng)后鼓入空氣，可把殘留在裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w全部吸收，使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確．

解答：解：（1）氫氧化鈉吸收空氣中二氧化碳生成水和碳酸鈉而變質(zhì)；
故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）裝置E不能用于稀硫酸與固體樣品的反應(yīng)；裝置G長(zhǎng)頸漏斗未伸入液面以下，會(huì)使產(chǎn)生的氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出；故裝置E、G不能用作B處的裝置；
故答案為：F；
（3）碳酸鈉與硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
故答案為：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（4）設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      2.2g

106

x

=

44

2.2g

  x=5.3g
樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g-5.3g

10g

×100%=47%
故答案為：47%；
（5）裝置C中的濃硫酸能吸收混在二氧化碳?xì)怏w中的水而得到干燥的二氧化碳?xì)怏w，避免氣體中混有的水對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；
故答案為：吸收混在氣體中的水（或干燥氣體），防止氣體中的水對(duì)測(cè)定結(jié)果造成影響；
（6）實(shí)驗(yàn)前鼓入的空氣中的二氧化碳被裝置A中氫氧化鈉吸收，剩余的氣體把裝置內(nèi)的空氣排出，避免裝置內(nèi)空氣中二氧化碳對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；反應(yīng)后若不鼓入空氣，則裝置內(nèi)殘留的二氧化碳?xì)怏w不能被裝置D全部吸收，造成二氧化碳質(zhì)量偏小，使得計(jì)算出的樣品中碳酸鈉質(zhì)量也偏小，而造成所測(cè)定的氫氧化鈉的結(jié)果偏大；
故答案為：CO₂；偏大．

點(diǎn)評(píng)：本題最后的偏差分析時(shí)要注意：二氧化碳的質(zhì)量偏小則會(huì)導(dǎo)致碳酸鈉的質(zhì)量偏小，而最終測(cè)定的是樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，氫氧化鈉質(zhì)量的大小正好與二氧化碳質(zhì)量大小相反．