Question

8．某純堿樣品中含有少量氯化鈉．為測定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)），設計了如下實驗：
【設計實驗方案】實驗裝置 （如圖所示，固定裝置略去）：

需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實驗前后兩次測定C裝置（包含NaOH固體）的質(zhì)量．
其目的是計算反應生成二氧化碳的質(zhì)量，進一步計算碳酸鈉的純度．
（1）A裝置中反應化學方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
判斷樣品中的碳酸鈉已完全反應的方法是不再產(chǎn)生氣泡．
（2）B裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣；
C裝置中的化學方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
【交流與表達】
（3）其中會導致純堿的純度偏高的是②（填序號）．
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
【反思與評價】
（4）不能用濃鹽酸代替稀硫酸理由是濃鹽酸易揮發(fā)．
（5）若測定純堿樣品的質(zhì)量為W g，第一次測定C裝置的質(zhì)量為M g，第二次測定C裝置的質(zhì)量為N g，則該實驗測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 【設計實驗方案】實驗前后兩次測定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生成二氧化碳的質(zhì)量；
（1）碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉、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，會導致測定的碳酸鈉質(zhì)量分數(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，會導致測定的碳酸鈉質(zhì)量分數(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)反應的化學方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的計算．

解答 解：【設計實驗方案】需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實驗前后兩次測定C裝置（包含NaOH固體）的質(zhì)量，其目的是計算反應生成二氧化碳的質(zhì)量，進一步計算碳酸鈉的純度．
故填：計算反應生成二氧化碳的質(zhì)量，進一步計算碳酸鈉的純度．
（1）A裝置中碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，反應化學方程式是：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
判斷樣品中的碳酸鈉已完全反應的方法是不再產(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生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式是：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，會導致測定的碳酸鈉質(zhì)量分數(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，會導致測定的碳酸鈉質(zhì)量分數(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，導致測定結(jié)果偏大．
故填：濃鹽酸易揮發(fā)．
（5）設樣品中碳酸鈉質(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，
則該實驗測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：$\frac{10600（N-M）}{44W}$%．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．