Question

工業(yè)生產(chǎn)的氫氧化鈉常含有碳酸鈉雜質(zhì)．為測定某樣品中氫氧化鈉純度，設(shè)計以下實驗．（裝置氣密性良好，每一步驟反應(yīng)完全，濃H₂SO₄具有吸水性）
【實驗設(shè)計】

主要步驟如下，請?zhí)羁眨?br />①按圖組裝儀器，并檢查

 

；
②將10g試樣放入B瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液；
③打開彈簧夾a，先對裝置A、B、C（已連接）通入空氣一會兒，以排盡裝置含有的

 

，再關(guān)閉彈簧夾a，接上裝置D和E，打開彈簧夾c，
④從分液漏斗中滴入20%的稀硫酸，直到

 

為止，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
⑤反應(yīng)結(jié)束后，待裝置冷卻后直接稱量裝置

 

（填字母序號）質(zhì)量．
【數(shù)據(jù)分析】
⑥根據(jù)該裝置在反應(yīng)前后的質(zhì)量差得到CO₂的質(zhì)量1.1g，由此計算出該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為

 

g，最后得到樣品中氫氧化鈉純度為

 

%；
【實驗反思】
⑦裝置中濃硫酸的作用是

 

，沒有E的裝置其結(jié)果偏

 

．
⑧分液漏斗中的稀H₂SO₄不能換成濃鹽酸，理由是

 

．
⑨若用生成沉淀的方法來測定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)選用的試劑是

 

．
⑩最后計算得到樣品中氫氧化鈉純度比實際數(shù)據(jù)偏大，反思整個實驗過程，造成誤差可能的原因：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【實驗設(shè)計】因為該反應(yīng)中有氣體參與，所以要檢查裝置的氣密性；空氣中含有二氧化碳，在實驗過程中應(yīng)給與除掉；測定含量，需碳酸鈉完全反應(yīng)；稱量吸收二氧化碳的裝置質(zhì)量；
【數(shù)據(jù)分析】根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式進行計算；
【實驗反思】根據(jù)濃硫酸具有吸水性來分析；裝置E中可以防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入；鹽酸具有揮發(fā)性；選擇可以與碳酸鈉反應(yīng)生成沉淀的物質(zhì)；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知裝置D中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量進行解答．

解答：解：【實驗設(shè)計】①連接裝置，檢查裝置的氣密性；故填：裝置氣密性；
③通入的空氣被A中的氫氧化鈉溶液吸收，并且該空氣將裝置內(nèi)原有空氣排凈，目的是排出二氧化碳的干擾；故填：二氧化碳；
④向樣品中滴加稀硫酸直到不再產(chǎn)生氣泡為止，說明碳酸鈉完全參與反應(yīng)，故填：不再產(chǎn)生氣泡；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
⑤產(chǎn)生的二氧化碳被C干燥后，完全被D中的堿石灰吸收，則堿石灰增加的質(zhì)量即為生成二氧化碳的質(zhì)量；故填：D；
【數(shù)據(jù)分析】⑥設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x，則
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                    44
 x                     1.1g

106

44

=

x

1.1g

x=2.65g
樣品中氫氧化鈉純度為

10g-2.65g

10g

×100%=73.5%．
故答案為：2.65；73.5%；
【實驗反思】⑦濃硫酸對生成的二氧化碳起到了干燥作用；E中的堿石灰可以防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳對實驗數(shù)據(jù)形成干擾，若沒有，D增重偏大，導(dǎo)致氫氧化鈉的純度偏小；故填：干燥二氧化碳；小；
⑧濃鹽酸具有揮發(fā)性，對實驗數(shù)據(jù)造成影響；故填：濃鹽酸具有強烈的揮發(fā)性；
⑨碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，進而加以分析計算；故填：氯化鈣溶液；
⑩由質(zhì)量守恒定律可知裝置D中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，如果B、C裝置和導(dǎo)氣管中CO₂沒有被D堿石灰吸收，計算得到樣品中氫氧化鈉純度比實際數(shù)據(jù)偏大．
故填：B、C裝置和導(dǎo)氣管中CO₂沒有被D堿石灰吸收．

點評：本題將計算和實驗有機地結(jié)合起來進行考查，通過認(rèn)真審題，結(jié)合題干中已給出一系列的提示，根據(jù)提出的問題，發(fā)現(xiàn)有用的信息，充分發(fā)揮聯(lián)想，與已有的知識建立聯(lián)系，然后進行類比推導(dǎo)，從而達到解決問題的目的．