Question

5．已知某純堿樣品中含有NaCl雜質(zhì)，某�；瘜W(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（1）實(shí)驗(yàn)只提供鹽酸、天平、蒸發(fā)皿、玻璃棒、鐵架臺(tái)（帶鐵夾，鐵圈）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，實(shí)驗(yàn)中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方程式為Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
甲同學(xué)的做法是把蒸發(fā)皿放在鐵架臺(tái)的鐵圈上，稱量一定質(zhì)量的樣品于蒸發(fā)皿中，稱量此時(shí)蒸發(fā)皿的質(zhì)量，然后加入鹽酸中用玻璃棒攪拌到不再生成氣體為止，再稱量蒸發(fā)皿的質(zhì)量，利用兩次稱量的質(zhì)量差得到生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟為：
①準(zhǔn)確稱量盛有堿石灰的干燥管的質(zhì)量（設(shè)為m₁）
②準(zhǔn)確稱取一定量的純堿樣品（設(shè)為m₀），并放入廣口瓶中，用分液漏斗緩緩地滴入稀鹽酸，待不再生成氣體后，稱量干燥管的總質(zhì)量（設(shè)為m₂）
乙同學(xué)導(dǎo)出計(jì)算公式為：（Na₂CO₃）=$\frac{（m_{2}-m_{1}）×53}{m_{0}×22}$×100%，則m₂-m₁表示生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量
如果不計(jì)稱量誤差，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)誤差？（填“有”、“無(wú)”）有如果有是偏大還是偏小偏大（如果無(wú)誤差，此空和后面空不用填）產(chǎn)生誤差的主要原因生成的二氧化碳?xì)怏w中含水蒸氣，干燥管會(huì)吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳?xì)怏w
（3）丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)藥品上均有缺陷，若要解決乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，可對(duì)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)藥品進(jìn)行適當(dāng)改動(dòng)，請(qǐng)按合理的順序選擇圖2中的儀器，并完成下表：（用大寫字母代表儀器，可重復(fù)使用）

選用的儀器
添加的藥品（或必要的操作）

Answer 1

分析 （1）某純堿樣品中含有NaCl雜質(zhì)，利用鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w的原理設(shè)計(jì)，稱量一定量樣品于蒸發(fā)皿中稱量其質(zhì)量，加入鹽酸到不再生成氣體為止，再稱量蒸發(fā)皿的質(zhì)量，利用兩次質(zhì)量差得到二氧化碳質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置利用分液漏斗向廣口瓶中的樣品中加入鹽酸到不再生成氣體，利用堿石灰吸收生成的二氧化碳，稱量反應(yīng)前后干燥管的質(zhì)量得到二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)將裝置中生成的二氧化碳利用空氣趕走，保證生成的二氧化碳完全被堿石灰吸收原則進(jìn)行選擇，空氣中二氧化碳需要通過氫氧化鈉溶液吸收，吸收二氧化碳前需要干燥，最后防止空氣進(jìn)入干擾二氧化碳質(zhì)量測(cè)定和吸收．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)只提供鹽酸、天平、蒸發(fā)皿、玻璃棒、鐵架臺(tái)（帶鐵夾，鐵圈）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，把蒸發(fā)皿放在鐵架臺(tái)的鐵圈上，稱量一定質(zhì)量的樣品于蒸發(fā)皿中，稱量此時(shí)蒸發(fā)皿的質(zhì)量，然后加入鹽酸中用玻璃棒攪拌到不再生成氣體為止，再稱量蒸發(fā)皿的質(zhì)量，利用兩次稱量的質(zhì)量差得到生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，把蒸發(fā)皿放在鐵架臺(tái)的鐵圈上，稱量一定質(zhì)量的樣品于蒸發(fā)皿中，稱量此時(shí)蒸發(fā)皿的質(zhì)量，然后加入鹽酸中用玻璃棒攪拌到不再生成氣體為止，再稱量蒸發(fā)皿的質(zhì)量，利用兩次稱量的質(zhì)量差得到生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置利用分液漏斗向廣口瓶中的樣品中加入鹽酸到不再生成氣體，利用堿石灰吸收生成的二氧化碳，稱量反應(yīng)前后干燥管的質(zhì)量得到二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，（Na₂CO₃）=$\frac{（m_{2}-m_{1}）×53}{m_{0}×22}$×100%，則m₂-m₁表示樣品中碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳質(zhì)量，如果不計(jì)稱量誤差，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有誤差，生成的二氧化碳?xì)怏w中的水蒸氣被堿石灰吸收會(huì)導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量增大，干燥管和空氣直接相連會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳也可以導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳質(zhì)量增大，
故答案為：生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，有，偏大，生成的二氧化碳?xì)怏w中含水蒸氣，干燥管會(huì)吸收空氣中的水蒸氣、二氧化碳?xì)怏w；
（3）按照從左向右的順序，裝置分別是B、C、B、A、A，B中裝有氫氧化鈉溶液，將通入的空氣中的二氧化碳除掉，保證裝置的生成的二氧化碳完全被堿石灰吸收；
C裝置中分液漏斗中選用稀硫酸，避免揮發(fā)；B中裝有濃硫酸，用于干燥二氧化碳，避免水分干擾；A裝置中裝有堿石灰，用于測(cè)定生成的二氧化碳質(zhì)量；A裝置裝有堿石灰，用于吸收空氣中的二氧化碳和水，避免影響A中質(zhì)量，
故答案為：

選用的儀器	B	C	B	A	A
添加的藥品 （必要的操作）	裝有氫氧化鈉溶液，從c通入空氣	分液漏斗裝稀硫酸，錐形瓶?jī)?nèi)裝樣品溶液	濃硫酸	堿石灰，反應(yīng)前后分別稱量質(zhì)量	堿石灰

點(diǎn)評(píng) 本題解答此類題型的關(guān)鍵是分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞骄糠椒�，�?shí)驗(yàn)是通過生成的二氧化碳的質(zhì)量來(lái)測(cè)定碳酸鈉樣品的成分含量，所以實(shí)驗(yàn)的成敗在于收集的二氧化碳的質(zhì)量是否準(zhǔn)確，注意測(cè)定過程中的干擾問題，題目難度中等．