Question

已知某工業(yè)純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數，可用如圖中的裝置進行實驗．實驗前后的測量數據如下

①實驗前稱量盛有堿石灰的U形管的質量為m₁ g．
②實驗前稱量一定量的工業(yè)純堿n₁ g，并將其放入錐形瓶中；
③從分液漏斗中緩緩滴入一定量的稀硫酸，并從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣，直到不再產生氣體時為止；
④實驗后稱量盛有堿石灰的U型管的質量為m₂ g．
根據上述實驗操作和測定數據，回答下列問題：（1）C中所盛試劑為______．如果撤去裝置C，則會導致實驗結果______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（2）實驗進行操作③時，要緩緩鼓入空氣，其作用是______，裝置A中盛放的液體應選用______，其作用是______．
（3）裝置E的作用是______．
（4）根據此實驗，寫出計算純堿中Na₂CO₃的質量分數的表達式：______．

Answer 1

解：本題是通過測定二氧化碳的質量來分析樣品中碳酸鈉的質量分數，所以必須保證生成的二氧化碳被全部吸收，又不能使氣體氣體被吸收影響實驗結果．
（1）裝置B中逸出的氣體中含有水蒸氣，所以利用濃硫酸可以除去二氧化碳中的水分，若不除，將使測得的二氧化碳的質量偏大，致使實驗結果偏大．
故答案為：濃硫酸、偏大
（2）根據實驗目的可知，二氧化碳的質量的準確性直接影響實驗結果，而反應后二氧化碳會滯留在裝置中，無法被全部吸收，所以必須用空氣將裝置中的二氧化碳全部排出，但是空氣中也含有二氧化碳，所以通入的空氣必須經過強堿溶液，以便除去空氣中的二氧化碳．
故答案為：保證生成的CO₂全部排出；氫氧化鈉溶液，吸收空氣中的CO₂
（3）因為空氣中的二氧化碳和水也可以進入裝置D中，致使裝置D的質量變大，影響實驗結果，所以必須防止空氣中的二氧化碳和水分進入裝置D中．
故答案為：防止空氣中的CO₂、H₂O被吸入裝置D中，影響實驗結果
（4）設樣品中碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106 44
x m₂-m₁

解之得：x=
所以該樣品中純堿的質量分數=×100%
故答案為：×100%
分析：（1）從濃硫酸的物性及實驗目的分析實驗中的用途和對實驗結果的影響．
（2）根據實驗目的來分析通入空氣的作用；
根據空氣的組成及氫氧化鈉的性質，分析通過氫氧化鈉溶液中空氣組成的改變，判斷氫氧化鈉溶液的作用；
（3）根據實驗目的結合裝置B中生成氣體的成分進行分析解答．
（4）U型管前后增加的質量是反應生成二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量通過化學方程式可求出純堿的質量．進而求出質量分數．
點評：解答此類題型的關鍵是分析實驗目的和探究方法，本題實驗是通過生成的二氧化碳的質量來測定碳酸鈉樣品的成分含量，所以實驗的成敗在于收集的二氧化碳的質量是否準確