Question

某純堿樣品中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，現(xiàn)用如圖所示裝置來(lái)測(cè)定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（鐵架臺(tái)、鐵夾等在圖中均已略去）．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按圖連接裝置，并檢查氣密性；
②準(zhǔn)確稱得盛有堿石灰（固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）的干燥管D的質(zhì)量為85.4g；
③準(zhǔn)確稱得6g純堿樣品放入容器b中；
④打開分液漏斗a的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；
⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為87.6g．試回答：
（1）若④⑤兩步的實(shí)驗(yàn)操作太快，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果

 

（填“偏大”或“偏小”）；
（2）鼓入空氣的目的是

 

，裝置A中試劑X應(yīng)選用

 

；
（3）若沒(méi)有C裝置，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果

 

（填“偏大”或“偏小”）；
（4）E裝置的作用是

 

；
（5）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

；
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出純堿樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，用堿石灰來(lái)吸收二氧化碳，根據(jù)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量來(lái)計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)防止空氣中水和二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生的二氧化碳全部被堿石灰吸收．
（1）分析反應(yīng)非常二氧化碳過(guò)快對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；
（2）根據(jù)裝置的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，分析鼓入空氣這一操作的目的和裝置A中堿液的作用；
（3）據(jù)裝置C的作用可知對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；
（4）可以根據(jù)空氣中的成分來(lái)分析裝置E在整個(gè)裝置中所起到的作用；
（5）據(jù)酸與鹽的反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)物、生成物可寫出反應(yīng)離子方程式；
（6）分析實(shí)驗(yàn)前后裝置D質(zhì)量變化，并由此質(zhì)量差來(lái)計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）反應(yīng)過(guò)快會(huì)使產(chǎn)生的氣體二氧化碳沒(méi)能完全被D裝置中堿石灰吸收，快速鼓入空氣，也會(huì)使裝置內(nèi)殘留二氧化碳不能被D裝置堿石灰完全吸收，二氧化碳偏小，測(cè)定結(jié)果偏��；故答案為：偏�。�
（2）由題意可知我們是通過(guò)測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量來(lái)測(cè)定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而在A中裝了堿性溶液來(lái)吸收空氣中的二氧化碳，故裝置A中試劑可選用NaOH；故答案為：將裝置內(nèi)殘留的二氧化碳全部排出，達(dá)到精確測(cè)量的目的；氫氧化鈉溶液；
（3）濃硫酸具有吸水性，在C裝置中吸收由B裝置排出氣體中混有的水蒸氣，若少了此裝置則會(huì)使氣體中的水蒸氣被D裝置中堿石灰吸收，而使測(cè)定質(zhì)量偏大，故答案為：偏大；
（4）如果D裝置直接與外界空氣相連通，則空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)進(jìn)入D裝置而對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，所以裝置E的作用則是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置D中，故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入D的干燥管中；
（5）據(jù)酸與鹽的反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)物、生成物可寫出反應(yīng)方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，離子方程式為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，
故答案為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
（6）反應(yīng)中放出二氧化碳的質(zhì)量為：87.6g-85.4g=2.2g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106g                    44g
m                       2.2g
m=

106g×2.2g

44g

=5.3g，純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

5.3g

6g

×100%=88.3%，故答案為：88.3%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查碳酸鈉純度的測(cè)定，通過(guò)本題我們要知道在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡可能的排除可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，水蒸氣的影響等，難度不大．