Question

6．已知某純堿、小蘇打的混合物，為測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲同學(xué)設(shè)計(jì)用下圖中的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性
②將9.5g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液
③稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到10.0g
④從分液漏斗滴入6mol•L^-1的硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時(shí)為止
⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣
⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到12.8g
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質(zhì)量基本不變，為14.4g
請(qǐng)?zhí)羁蘸突卮饐栴}：
（1）第一個(gè)洗氣瓶作用除去空氣中的二氧化碳．
（2）第二個(gè)洗氣瓶中加什么溶液濃硫酸．
（3）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測(cè)試的最終結(jié)果偏低（填偏高、偏低或不變）．
（4）不要步驟⑤，測(cè)試的結(jié)果偏高（填偏高、偏低或不變）．
（5）該試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55.8%．
（6）乙同學(xué)覺得該方案有不足，需改進(jìn)，你覺得他的改進(jìn)方法可能是在U形管后面再加一個(gè)裝有堿石灰的球形干燥器．
（7）丙同學(xué)做過該實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為也可以用其他的方法來測(cè)定，下方案你覺得可行的有ACD．
A、對(duì)固體加熱測(cè)質(zhì)量變化     B、加足量鹽酸排水法測(cè)氣體體積
C、加足量氯化鋇測(cè)沉淀質(zhì)量    D、加足量氫氧化鋇測(cè)沉淀質(zhì)量．

Answer 1

分析 某純堿、小蘇打的混合物，為測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)題中實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，將純堿、小蘇打的混合物與足量的鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，生成的二氧化碳用堿石灰吸收，根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量與樣品的總質(zhì)量，利用立方程組的方法可以求得樣品中純堿、小蘇打各自的質(zhì)量，進(jìn)而確定純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為了讓反應(yīng)生成的二氧化碳能充分被堿石灰吸收，裝置中通入空氣，利用空氣將生成的二氧化碳與堿石灰充分接觸而吸收，空氣中的二氧化碳會(huì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，所以通入的空氣必需要除去少量的二氧化碳，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳中會(huì)有水分，所以在通入堿石灰前要進(jìn)行干燥，以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確，據(jù)此答題．

解答 解：某純堿、小蘇打的混合物，為測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)題中實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，將純堿、小蘇打的混合物與足量的鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，生成的二氧化碳用堿石灰吸收，根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量與樣品的總質(zhì)量，利用立方程組的方法可以求得樣品中純堿、小蘇打各自的質(zhì)量，進(jìn)而確定純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為了讓反應(yīng)生成的二氧化碳能充分被堿石灰吸收，裝置中通入空氣，利用空氣將生成的二氧化碳與堿石灰充分接觸而吸收，空氣中的二氧化碳會(huì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，所以通入的空氣必需要除去少量的二氧化碳，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳中會(huì)有水分，所以在通入堿石灰前要進(jìn)行干燥，以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確，
（1）根據(jù)上面的分析可知，第一個(gè)洗氣瓶作用是除去空氣中的二氧化碳，故答案為：除去空氣中的二氧化碳；
（2）第二個(gè)洗氣瓶是為了干燥二氧化碳，所以第二個(gè)洗氣瓶中加濃硫酸，故答案為：濃硫酸；
（3）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，氯化氫揮發(fā)，導(dǎo)致測(cè)得的氣體質(zhì)量偏高，根據(jù)關(guān)系式Na₂CO₃～CO₂、NaHCO₃～CO₂可知，生成等質(zhì)量的二氧化碳，需要Na₂CO₃的質(zhì)量大于NaHCO₃的質(zhì)量，所以樣品總質(zhì)量一定時(shí)，生成的氣體質(zhì)量越多，NaHCO₃的含量就越高，所以純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏低，故答案為：偏低；
（4）不要步驟⑤，二氧化碳不能完全被吸收，測(cè)得的氣體質(zhì)量偏低，根據(jù)（3）的分析可知，結(jié)果會(huì)偏高，故答案為：偏高；
（5）設(shè)樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為xg，NaHCO₃的質(zhì)量為yg，根據(jù)關(guān)系式Na₂CO₃～CO₂、NaHCO₃～CO₂，及題中有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量可得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=9.5}\\{\frac{x}{106}+\frac{y}{84}=\frac{4.4}{44}}\end{array}\right.$，
所以x=5.3，y=4.2，所以該試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{5.3}{9.5}$×100%=55.8%，
故答案為：55.8%；
（6）U形管后面的空氣中的水分和二氧化碳會(huì)進(jìn)入U(xiǎn)形管被堿石灰吸收，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，所以在U形管后面再加一個(gè)裝有堿石灰的球形干燥器，以防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置，
故答案為：在U形管后面再加一個(gè)裝有堿石灰的球形干燥器；
（7）A、對(duì)固體加熱，碳酸氫鈉分解，根據(jù)固體質(zhì)量變化可求得碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而確定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故A正確；
B、加足量鹽酸，產(chǎn)生二氧化碳，因?yàn)槎�氧化碳能溶解于水，所以用排水法測(cè)氣體體積不準(zhǔn)確，故B錯(cuò)誤；
C、加足量氯化鋇，碳酸鈉與氯化鋇生成沉淀，碳酸氫鈉與氯化鋇不反應(yīng)，所以可以根據(jù)沉淀質(zhì)量確定碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而確定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故C正確；
D、加足量氫氧化鋇，碳酸鈉與碳酸氫鈉測(cè)都會(huì)產(chǎn)生沉淀，根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)方程式利用立方程組法可以求各自的質(zhì)量，進(jìn)而確定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故D正確；
故選ACD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成定量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和分析判斷，主要考查鈉及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用，容易出錯(cuò)的地方是不設(shè)計(jì)干燥管B，忘記空氣中的二氧化碳和水分也能夠進(jìn)入U(xiǎn)型管中，會(huì)使結(jié)果偏大，題目難度中等．