Question

5．某純堿樣品中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，現(xiàn)用如圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?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(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④⑤兩步的實驗操作太快，則會導(dǎo)致測定結(jié)果偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）；
（2）鼓入空氣的目的是將裝置內(nèi)殘留的二氧化碳全部排出，達(dá)到精確測量的目的，裝置A中試劑X應(yīng)選用氫氧化鈉溶液；
（3）若沒有C裝置，則會導(dǎo)致測定結(jié)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(jìn)入D的干燥管中；
（5）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
（6）根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算出純堿樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.3%（計算結(jié)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(yīng)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(zhì)量來計算碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故實驗過程中應(yīng)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(yīng)非常二氧化碳過快對測定結(jié)果的影響；
（2）根據(jù)裝置的特點及實驗?zāi)康模�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(jié)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(yīng)規(guī)律，反應(yīng)物、生成物可寫出反應(yīng)離子方程式；
（6）分析實驗前后裝置D質(zhì)量變化，并由此質(zhì)量差來計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(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，測定結(jié)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(zhì)量來測定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實驗結(jié)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(nèi)殘留的二氧化碳全部排出，達(dá)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(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進(jìn)入D裝置而對測定結(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=$\frac{106g×2.2g}{44g}$=5.3g，純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?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(jié)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(jié)果的影響，水蒸氣的影響等，難度不大．