Question

為測(cè)定Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物中各組分的含量，取樣品23.2g按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（鐵架臺(tái)、鐵夾等儀器未在圖中畫(huà)出）．可供選用的試劑為：濃硫酸、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、堿石灰（可重復(fù)使用）．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）將儀器連接好以后，必須進(jìn)行的第一步操作是

 

；
（2）已知儀器C中裝有品紅溶液，其作用是

 

，則下列裝置中應(yīng)放入的試劑分別為：B

 

，D

 

；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)裝置A的固體反應(yīng)完全后，需打開(kāi)活塞K，向A中通入大量經(jīng)過(guò)氫氧化鈉溶液處理的空氣．這樣做的目的是

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱量裝置E，增重4.4g，則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理為：混合物中加入硫酸，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）由于需要測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量，整套裝置應(yīng)氣密性良好，故實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）實(shí)驗(yàn)原理是除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，所以進(jìn)入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑全部吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，選用高錳酸鉀溶液；裝置C的作用是驗(yàn)證二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體，選擇濃硫酸干燥氣體；
（3）裝置內(nèi)會(huì)殘留部分二氧化碳，應(yīng)使二氧化碳全部被裝置E中藥品吸收，故通入大量的空氣目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部進(jìn)入裝置E中藥品吸收；
（4）裝置E在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)增重4.4g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質(zhì)量為23.2g-10.6g=12.6g，亞硫酸鈉物質(zhì)的量為

12.6g

126g/mol

=0.1mol，據(jù)此計(jì)算．

解答： 解：混合物中加入硫酸，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）由于需要測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量，整套裝置應(yīng)氣密性良好，故實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性，
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）樣品和酸反應(yīng)生成的氣體為二氧化碳和二氧化硫氣體，利用B裝置除去二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，所以裝置C的作用是用品紅試液驗(yàn)證二氧化硫是否被B吸收完全；實(shí)驗(yàn)原理是除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，故進(jìn)入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，所以裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑是吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，分析選項(xiàng)中試劑可知應(yīng)選擇酸性高錳酸鉀溶液；裝置C的作用是驗(yàn)證二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體，選擇試劑為a（濃硫酸），
故答案為：檢驗(yàn)SO₂是否被B吸收完全；酸性高錳酸鉀溶液；濃硫酸；
（3）裝置內(nèi)會(huì)殘留部分二氧化碳，應(yīng)使二氧化碳全部被裝置E中藥品吸收，所以通入大量的空氣目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部被裝置E中藥品吸收，
故答案為：使生成的二氧化碳能夠全部裝置E中藥品吸收；
（4）裝置E在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)增重4.4g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質(zhì)量為23.2g-10.6g=12.6g，物質(zhì)的量為

12.6g

126g/mol

=0.1mol，所以則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol=1：1，
故答案為：1：1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、物質(zhì)組成的測(cè)定等，難度中等，理解原理是關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力．