Question

8．某純堿樣品中含有少量氯化鈉．為測(cè)定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】實(shí)驗(yàn)裝置 （如圖所示，固定裝置略去）：

需要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)前后兩次測(cè)定C裝置（包含NaOH固體）的質(zhì)量．
其目的是計(jì)算反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算碳酸鈉的純度．
（1）A裝置中反應(yīng)化學(xué)方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
判斷樣品中的碳酸鈉已完全反應(yīng)的方法是不再產(chǎn)生氣泡．
（2）B裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；
C裝置中的化學(xué)方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
【交流與表達(dá)】
（3）其中會(huì)導(dǎo)致純堿的純度偏高的是②（填序號(hào)）．
①A、B裝置中殘留的CO₂ 氣體未被裝置C中的NaOH 吸收
②C裝置中的氫氧化鈉固體吸收了裝置外空氣中的水分和二氧化碳
【反思與評(píng)價(jià)】
（4）不能用濃鹽酸代替稀硫酸理由是濃鹽酸易揮發(fā)．
（5）若測(cè)定純堿樣品的質(zhì)量為W g，第一次測(cè)定C裝置的質(zhì)量為M g，第二次測(cè)定C裝置的質(zhì)量為N g，則該實(shí)驗(yàn)測(cè)定純堿樣品中純堿的純度為$\frac{10600（N-M）}{44W}$%．（用字母表示）

Answer 1

分析 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】實(shí)驗(yàn)前后兩次測(cè)定C裝置（包含NaOH固體）的質(zhì)量，質(zhì)量差是碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量；
（1）碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
（2）B裝置的作用是吸收水蒸氣；
氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
（3）①A、B裝置中殘留的CO₂ 氣體未被裝置C中的NaOH吸收時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；
②C裝置中的氫氧化鈉固體吸收了裝置外空氣中的水分和二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高；
（4）不能否用濃鹽酸代替稀硫酸理由是濃鹽酸易揮發(fā)；
（5）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算．

解答 解：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】需要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)前后兩次測(cè)定C裝置（包含NaOH固體）的質(zhì)量，其目的是計(jì)算反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算碳酸鈉的純度．
故填：計(jì)算反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算碳酸鈉的純度．
（1）A裝置中碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)化學(xué)方程式是：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
判斷樣品中的碳酸鈉已完全反應(yīng)的方法是不再產(chǎn)生氣泡．
故填：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；不再產(chǎn)生氣泡．
（2）B裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；
C裝置中氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：吸收二氧化碳中的水蒸氣； 2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）①A、B裝置中殘留的CO₂ 氣體未被裝置C中的NaOH吸收時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；
②C裝置中的氫氧化鈉固體吸收了裝置外空氣中的水分和二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
故選：②．
（4）不能否用濃鹽酸代替稀硫酸理由是濃鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被氫氧化鈉吸收，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大．
故填：濃鹽酸易揮發(fā)．
（5）設(shè)樣品中碳酸鈉質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                                          44
x                                       （N-M）g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{（N-M）g}$，
x=$\frac{106}{44}$ （N-M）g，
則該實(shí)驗(yàn)測(cè)定純堿樣品中純堿的純度為：$\frac{106（N-M）g}{44Wg}$×100%=$\frac{10600（N-M）}{44W}$%，
故填：$\frac{10600（N-M）}{44W}$%．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．