Question

5．某純堿樣品中含有少量氯化鈉雜質，現(xiàn)用如圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)（鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去）．實驗步驟如下：
①按圖連接裝置，并檢查氣密性；
②準確稱得盛有堿石灰（固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）的干燥管D的質量為85.4g；
③準確稱得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的總質量為87.6g．試回答：
（1）若④⑤兩步的實驗操作太快，則會導致測定結果偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）；
（2）鼓入空氣的目的是將裝置內殘留的二氧化碳全部排出，達到精確測量的目的，裝置A中試劑X應選用氫氧化鈉溶液；
（3）若沒有C裝置，則會導致測定結果偏大（填“偏大”或“偏小”）；
（4）E裝置的作用是防止空氣中CO₂和水蒸氣進入D的干燥管中；
（5）裝置B中發(fā)生反應的離子方程式CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
（6）根據(jù)實驗中測得的有關數(shù)據(jù)，計算出純堿樣品Na₂CO₃的質量分數(shù)為88.3%（計算結果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 本實驗是通過碳酸鈉和硫酸反應產(chǎn)生二氧化碳，用堿石灰來吸收二氧化碳，根據(jù)產(chǎn)生二氧化碳的質量來計算碳酸鈉的質量，進而計算質量分數(shù)，故實驗過程中應防止空氣中水和二氧化碳干擾實驗，把產(chǎn)生的二氧化碳全部被堿石灰吸收．
（1）分析反應非常二氧化碳過快對測定結果的影響；
（2）根據(jù)裝置的特點及實驗目的，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的作用可知對測定結果的影響；
（4）可以根據(jù)空氣中的成分來分析裝置E在整個裝置中所起到的作用；
（5）據(jù)酸與鹽的反應規(guī)律，反應物、生成物可寫出反應離子方程式；
（6）分析實驗前后裝置D質量變化，并由此質量差來計算樣品中碳酸鈉的質量，求出樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)．

解答 解：（1）反應過快會使產(chǎn)生的氣體二氧化碳沒能完全被D裝置中堿石灰吸收，快速鼓入空氣，也會使裝置內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，測定結果偏小，故答案為：偏�。�
（2）由題意可知我們是通過測定二氧化碳的質量來測定碳酸鈉的質量分數(shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實驗結果，而在A中裝了堿性溶液來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：將裝置內殘留的二氧化碳全部排出，達到精確測量的目的；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，若少了此裝置則會使氣體中的水蒸氣被D裝置中堿石灰吸收，而使測定質量偏大，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進入D裝置而對測定結果產(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入裝置D中，故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進入D的干燥管中；
（5）據(jù)酸與鹽的反應規(guī)律，反應物、生成物可寫出反應方程式：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）反應中放出二氧化碳的質量為：87.6g-85.4g=2.2g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106g 44g
m 2.2g
m=$\frac{106g×2.2g}{44g}$=5.3g，純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為：$\frac{5.3g}{6g}$×100%=88.3%，故答案為：88.3%．

點評 本題主要考查碳酸鈉純度的測定，通過本題我們要知道在完成實驗時要盡可能的排除可能對實驗結果產(chǎn)生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對實驗結果的影響，水蒸氣的影響等，難度不大．