Question

為測定Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物中各組分的含量，取樣品23.2g，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（鐵架臺、鐵夾等儀器未在圖中畫出）：

（1）將儀器連接好以后，必須進(jìn)行的第一步操作是：

 

（2）此實(shí)驗(yàn)還必須用到的最重要的儀器是

 

；儀器F的作用是

 

．
（3）已知儀器C中裝有品紅溶液，其作用是

 

（4）實(shí)驗(yàn)室中備有以下常用試劑：a．濃硫酸；  b．品紅溶液；c．酸性高錳酸鉀溶液；d．飽和碳酸氫鈉溶液；e．氫氧化鈉溶液；f．無水硫酸銅；g．堿石灰；h．五氧化二磷；i．無水氯化鈣．請將下列容器中應(yīng)盛放的試劑序號填入相應(yīng)空格：B中

 

，D中

 

，E中

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)儀器A內(nèi)的固體反應(yīng)完全后，需打開活塞K，向A中緩慢通入大量的空氣．這樣做的目的是

 

．所通空氣應(yīng)先經(jīng)過

 

試劑（填上述所供試劑的序號）處理，否則可能引起Na₂SO₃含量的測量結(jié)果比實(shí)際值

 

（填“偏高”、“偏低”或“沒影響”）．
（6）若儀器E在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)增重4.4g，則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,鈉的重要化合物

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理為：混合物中加入硫酸，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）由于需要測定二氧化碳的質(zhì)量，整套裝置應(yīng)氣密性良好，故實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）實(shí)驗(yàn)測定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，要計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要知道樣品的總質(zhì)量，故應(yīng)需要用托盤天平稱量樣品的質(zhì)量；利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，故F裝置目的是防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳加入E裝置中，影響測量結(jié)果；
（3）實(shí)驗(yàn)測定Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物中各組分的含量，樣品和酸反應(yīng)生成的氣體為二氧化碳和二氧化硫氣體，利用B裝置除去二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，為避免二氧化硫氣體對測定結(jié)果的干擾，裝置C作用是用品紅試液驗(yàn)證二氧化硫是否被除凈；
（4）實(shí)驗(yàn)原理是除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，所以進(jìn)入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑全部吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳；裝置C的作用是驗(yàn)證二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體；
（5）裝置內(nèi)會殘留部分二氧化碳，應(yīng)使二氧化碳全部被裝置E中藥品吸收，故通入大量的空氣目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部進(jìn)入裝置E中藥品吸收；由于空氣中含有二氧化碳，應(yīng)先除去空氣中的二氧化碳，若不除去空氣中的二氧化碳，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量增大，計(jì)算所得碳酸鈉的質(zhì)量增大，引起測定的Na₂S0₃質(zhì)量減��；
（6）裝置E在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)增重4.4g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質(zhì)量為23.2g-10.6g=12.6g，亞硫酸鈉物質(zhì)的量為

12.6g

126g/mol

=0.1mol，據(jù)此計(jì)算．

解答： 解：分析可知實(shí)驗(yàn)原理為：混合物中加入硫酸，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）由于需要測定二氧化碳的質(zhì)量，整套裝置應(yīng)氣密性良好，故實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性；
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）實(shí)驗(yàn)測定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，要計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要知道樣品的總質(zhì)量，故應(yīng)需要用托盤天平稱量樣品的質(zhì)量；
利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，故F裝置目的是防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳加入E裝置中，影響測量結(jié)果；
故答案為：托盤天平；防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳加入E裝置中；
（3）樣品和酸反應(yīng)生成的氣體為二氧化碳和二氧化硫氣體，利用B裝置除去二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，所以裝置C的作用是用品紅試液驗(yàn)證二氧化硫是否被B吸收完全；
故答案為：檢驗(yàn)SO₂是否被B吸收完全；
（4）實(shí)驗(yàn)原理是除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，故進(jìn)入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，所以裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑是吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，分析選項(xiàng)中試劑可知應(yīng)選擇c．酸性高錳酸鉀溶液；裝置C的作用是驗(yàn)證二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體，選擇試劑為a（濃硫酸），E和F裝置中是盛堿石灰的干燥管，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，F(xiàn)為了排除空氣中的二氧化碳，水蒸氣進(jìn)入裝置E產(chǎn)生誤差；
故答案為：c；a；g；
（5）裝置內(nèi)會殘留部分二氧化碳，應(yīng)使二氧化碳全部被裝置E中藥品吸收，所以通入大量的空氣目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部被裝置E中藥品吸收；由于空氣中含有二氧化碳，應(yīng)先除去空氣中的二氧化碳，若不除去空氣中的二氧化碳，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量增大，計(jì)算所得碳酸鈉的質(zhì)量增大，引起測定的Na₂S0₃質(zhì)量減小，導(dǎo)致Na₂SO₃含量偏低，可以使空氣先通過e氫氧化鈉溶液，除去含有的二氧化碳；
故答案為：使生成的二氧化碳能夠全部裝置E中藥品吸收；e；偏低；
（6）裝置E在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)增重4.4g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質(zhì)量為23.2g-10.6g=12.6g，物質(zhì)的量為

12.6g

126g/mol

=0.1mol，所以則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol=1：1，
故答案為：1：1．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解、物質(zhì)組成的測定等，難度中等，理解原理是關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析解決問題的能力．