Question

（2013?濱湖區(qū)一模）某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學(xué)探究小組為了測定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計了如下實驗：

【設(shè)計實驗方案】
實驗裝置（如圖2所示，固定裝置略去，裝置內(nèi)氫氧化鈉固體均足量）：
需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實驗前后C裝置的質(zhì)量．
（1）A裝置中反應(yīng)化學(xué)方程式是

Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑

．為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，其操作是逐滴滴入稀硫酸至

不再產(chǎn)生氣泡為止

為止．
（2）B、D裝置的作用分別是

除去水蒸氣

、

防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結(jié)果

．
【交流與表達】
（3）圖2所示實驗裝置會造成實驗結(jié)果偏低，為了克服該不足，有同學(xué)提出：將A裝置左端與圖1裝置相連接（須將A裝置中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），反應(yīng)前、后分別用圖1裝置緩緩鼓入空氣．具體操作是：
①反應(yīng)前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入一段時間的空氣．
②反應(yīng)后，再次用圖1裝置鼓入空氣，目的是

用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w

．
（4）組內(nèi)另一位同學(xué)按照上述裝置進行試驗，在正確稱量C裝置的質(zhì)量時，發(fā)現(xiàn)實驗前后該裝置的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，可能原因是

裝置漏氣，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w未被C中的氫氧化鈉吸收

．
【數(shù)據(jù)處理】測定該品牌純堿的純度
（5）另取純堿樣品11.0g，加入足量稀硫酸充分反應(yīng)．產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量與滴加稀硫酸的體積間數(shù)值關(guān)系如圖3所示．
求：①反應(yīng)生成CO₂的質(zhì)量為

4.4

g．
   ②通過計算確定食用純堿粉末中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程，結(jié)果保留一位小數(shù)．）
【反思】
（6）若用稀鹽酸代替稀硫酸將導(dǎo)致純堿粉末的純度

偏高

（填寫“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式的寫法和反應(yīng)的實驗現(xiàn)象判斷是否反應(yīng)完全；
（2）根據(jù)濃硫酸的吸水性和氫氧化鈉的作用分析；
（3）根據(jù)氣體將反應(yīng)生成的二氧化碳趕到C裝置考慮；
（4）氫氧化鈉可以吸收二氧化碳，裝置沒增重說明沒有吸收二氧化碳的原因考慮；
（5）根據(jù)圖象縱坐標(biāo)找出二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，已知二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸鈉的質(zhì)量，從而求出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（6）根據(jù)鹽酸的揮發(fā)性考慮；

解答：解：（1）反應(yīng)物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用觀察法配平，二氧化碳后面標(biāo)上上升符號；因為該反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生，沒有氣泡產(chǎn)生了，說明反應(yīng)完了；
（2）濃硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸氣；裝置D中氫氧化鈉固體能吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止進入C裝置，影響實驗結(jié)果
（3）用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被C裝置吸收；
（4）氫氧化鈉可以吸收二氧化碳，裝置沒增重說明沒有吸收二氧化碳，可能原因是裝置漏氣，二氧化碳?xì)怏w沒進入到C裝置
（5）由圖象可以看出生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，
設(shè)要生成4.4g二氧化碳需要碳酸鈉質(zhì)量為x則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       4.4g

106

x

=

44

4.4g

解得X=10.6g，純堿的純度為=

10.6g

11g

×100%=96.4%；
（7）稀鹽酸揮發(fā)出氯化氫氣體，被C裝置吸收，使C裝置增重的質(zhì)量增大，根據(jù)C裝置增重的質(zhì)量即為二氧化碳的質(zhì)量求出的碳酸鈉質(zhì)量增大，因此使質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高；
故答案為：（1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；不再產(chǎn)生氣泡為止；
（2）除去水蒸氣；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結(jié)果；
（3）用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w；
（4）裝置漏氣，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w未被C中的氫氧化鈉吸收
（5）①4.4g②96.4%；
（6）偏高

點評：本題容易出錯的地方是第（5）小題，要知道通入不含有二氧化碳空氣的目的，只有將生成的二氧化碳全部吸收才能使結(jié)果更準(zhǔn)確．