Question

1．某批次工業(yè)純堿中所含的雜質(zhì)只有氯化鈉，現(xiàn)欲測定其中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取樣后利用如下實驗原理進行實驗．
【實驗原理】通過實驗測定反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，即可求得原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，進而求得碳酸鈉在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實驗裝置】

【實驗步驟】
①如圖連接裝置（除B、C外），檢查氣密性，并加入所需藥品．
②稱量并記錄B的質(zhì)量（m₁），（稱量時注意封閉B的兩端）
③按動鼓氣球，持續(xù)鼓入空氣約1分鐘．
④連接上B、C．
⑤打開分液漏斗F的活塞，將足量稀硫酸加入D中后，關(guān)閉活塞．
⑥按動鼓氣球，持續(xù)鼓入空氣約1分鐘．
⑦稱量并記錄B的質(zhì)量（m₂）．（稱量時注意封閉B的兩端及E右端的出口）
⑧計算．
【問題討論與數(shù)據(jù)處理】
（1）已知堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，如果缺少干燥管A，將石測量出的樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分結(jié)果偏大（填偏大、偏小或不變）
（2）若用較濃鹽酸代替稀硫酸，會使測得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（填偏大、偏小或不變）
（3）E裝置的作用是吸收水蒸氣．
（4）步驟⑥的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w全部被B裝置吸收．
（5）若所取樣品的質(zhì)量為20g，分液漏斗F中盛放的是9.8%的稀硫酸，稱得m₁為63.4g，m₂為67.8g，求（計算結(jié)果保留1位小數(shù)，沒有計算過程不給分）
①原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②D裝置中恰好完全反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）堿石灰能夠吸收二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣；
（2）濃鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫氣體能和氫氧化鈉等物質(zhì)反應(yīng)；
（3）濃硫酸具有吸水性，可以用作氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體的干燥劑；
（4）步驟⑥的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w全部被B裝置吸收；
（5）B裝置中的兩次質(zhì)量差即為碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳質(zhì)量可以計算碳酸鈉的質(zhì)量、反應(yīng)生成的硫酸鈉的質(zhì)量，進一步可以計算原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）如果缺少干燥管A，空氣中的部分二氧化碳能被B裝置吸收，會導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致測量出的樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
故填：偏大．
（2）若用較濃鹽酸代替稀硫酸，濃鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體能被B裝置吸收，會導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致測量出的樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
故填：偏大．
（3）E裝置的作用是吸收水蒸氣，防止對測定二氧化碳質(zhì)量產(chǎn)生干擾．
故填：吸收水蒸氣．
（4）步驟⑥的作用是使反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w全部被B裝置吸收．
故填：使反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w全部被B裝置吸收．
（5）設(shè)碳酸鈉質(zhì)量為x，生成硫酸鈉質(zhì)量為y，
反應(yīng)生成二氧化碳質(zhì)量為：67.8g-63.4g=4.4g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                        142                44
x                             y                 4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{142}{y}$=$\frac{44}{4.4g}$，
x=10.6g，y=14.2g，
原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10.6g}{20g}$×100%=53%，
答：原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%，D裝置中恰好完全反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量是14.2g．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．