8.已知某碳酸鈉樣品中含有少量NaCl雜質(zhì),為測定該樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù),可用如圖所示的裝置進行實驗.主要實驗步驟如下:

①按如圖所示裝置來組裝儀器,并檢查裝置的氣密性;
②將ag碳酸鈉樣品放入錐形瓶中,加入適量蒸餾水溶解,得到碳酸鈉樣品溶液
③稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量為bg;
④通過分液漏斗滴入6mol•L-1的硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體為止;
⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣
;⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量為cg;
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質(zhì)量基本不變,為dg.請回答下列問題:
(1)裝置中干燥管B的作用是防止空氣中的CO2和水氣進入U型管中;
(2)如果將分液漏斗中的硫酸換成物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸,Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)測量結(jié)果將偏高填“偏高”、“偏低”或“不變”);
(3)步驟⑤的目的是把反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部導(dǎo)入U型管中;若缺少該步驟,則Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)測量結(jié)果將偏低(填“偏高”、“偏低”或“不變”);
(4)步驟⑦的目的是判斷反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是否全部排出,并被U型管中的堿石灰吸收;
(5)該樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{106(d-b)}{44a}$×100%.

分析 (1)由于空氣中也有二氧化碳和水分,干燥管B的作用就是不讓它們進入的;
(2)根據(jù)鹽酸的揮發(fā)性考慮;
(3)由于反應(yīng)完了錐形瓶中存留有二氧化碳,鼓入一定量的空氣就是為了驅(qū)趕它們的;
(4)重復(fù)步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質(zhì)量基本不變,為了將二氧化碳全部趕過去;
(5)根據(jù)U型管的質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量,根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量算出碳酸鈉的質(zhì)量,再用碳酸鈉的質(zhì)量除以樣品質(zhì)量即可.

解答 解:(1)U型管中的堿石灰是為了吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,但空氣中也存在二氧化碳,干燥管B的作用就是防止空氣中的二氧化碳和水分進入U型管,對結(jié)果產(chǎn)生誤差;
故答案為:防止空氣中的CO2和水氣進入U型管中;
(2)由于鹽酸具有揮發(fā)性,也會隨著二氧化碳進入U型管,被誤認為是二氧化碳,所以二氧化碳的質(zhì)量偏大,算出的碳酸鈉的質(zhì)量也會偏大的,所以結(jié)果會偏大;
故答案為:偏高;
(3)由于反應(yīng)完了錐形瓶中存留有二氧化碳,鼓入一定量的空氣就是將殘留的二氧化碳完全排入U型管,若缺少該步驟,二氧化碳質(zhì)量減少,則Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)測量結(jié)果將偏低,
故答案為:把反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部導(dǎo)入U型管中;偏低;
(4)重復(fù)步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質(zhì)量基本不變,說明二氧化碳已經(jīng)被全部排到U型管中,
故答案為:判斷反應(yīng)產(chǎn)生的CO2是否全部排出,并被U型管中的堿石灰吸收;
(5)設(shè)需要碳酸鈉的質(zhì)量為X,則:
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2
106                                         44
X                                            d-b
解得X=$\frac{106(d-b)}{44}$g;
所以試樣中純堿的質(zhì)量分數(shù)的計算式=$\frac{106(d-b)}{44a}$×100%;
故答案為:$\frac{106(d-b)}{44a}$×100%;

點評 本題考查了物質(zhì)組成定量測定的實驗方案設(shè)計和分析判斷,主要考查鈉及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用,容易出錯的地方是不設(shè)計干燥管B,忘記空氣中的二氧化碳和水分也能夠進入U型管中,會使結(jié)果偏大,題目難度中等.

練習冊系列答案
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