Question

1．純堿中常含有少量的NaCl等雜質，下圖儀器裝置可用來測定純堿中Na₂CO₃的質量分數．圖中：①空氣 ②某溶液 ③純堿 ④某溶液 ⑤堿石灰
其實驗步驟是：
a．按圖所示，組裝好實驗儀器，并檢查其氣密性．
b．準確稱量盛有堿石灰的干燥管D的質量（設為m₁ g）．
c．準確稱量一定量的純堿（設為n g），并將其放入廣口瓶內．
d．從分液漏斗中緩慢滴入一定量的稀硫酸，并從“①”處緩慢鼓入空氣，直到B容器中不再產生氣體為止．
e．準確稱量干燥管D的總質量（設為m₂ g）．
根據上述實驗回答下列問題：
（1）該實驗進行到操作d時，要緩緩鼓入空氣，其作用是將裝置中的CO₂全部趕入D中．裝置A中盛裝的液體“②”應選用NaOH溶液，裝置A的作用是吸收空氣中的CO₂，如果撤去裝置A，直接向B中緩緩鼓入空氣，則會導致實驗測定結果（填“偏大”“偏小”或“不變”）偏大．
（2）在空白格內畫出裝置C及試劑④是；裝置C的作用是吸收生成的二氧化碳氣體中的水蒸氣；如果撤去裝置C，則會導致測定結果偏高（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（3）根據此實驗，計算純堿中Na₂CO₃的質量分數的數學式為$\frac{2650（m{\;}_{2}-m{\;}_{1}）}{11n}$%（用m₁、m₂、n表示）．
（4）裝置E的作用是防止空氣中的水汽和CO₂進入D被吸收．

Answer 1

分析 （1）從分液漏斗中緩慢滴入一定量的稀硫酸，并從“1”處緩慢鼓入空氣，把生成的二氧化碳全部趕入裝置D中；A中是氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳氣體；如果撤去裝置A，空氣中的二氧化碳可能被堿石灰吸收，根據二氧化碳計算碳酸鈉的質量就會變大，據此判斷；
（2）裝置C中是濃硫酸吸收生成的二氧化碳氣體中的水蒸氣，若撤銷裝置C會導致干燥管中質量增大，測定結果偏高；
（3）干燥管質量變化為生成二氧化碳的質量，結合元素守恒計算碳酸鈉的質量分數；
（4）裝置E是為了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置D造成測定誤差．

解答 解：（1）從“1”處緩慢鼓入空氣，使純堿和H₂SO₄反應產生的CO₂全部排出，把生成的二氧化碳全部趕入裝置D中；A中是氫氧化鈉溶液，用來吸收空氣中的二氧化碳氣體，如果撤去裝置A，空氣中的二氧化碳可能被堿石灰吸收，根據二氧化碳計算碳酸鈉的質量就會變大，所以會導致實驗測定結果偏大，
故答案為：將裝置中的CO₂全部趕入D中；NaOH溶液；吸收空氣中的CO₂；偏大；
（2）裝置C中是濃硫酸吸收生成的二氧化碳氣體中的水蒸氣，需要用洗氣瓶，裝置為：若撤銷裝置C會導致干燥管中質量增大，測定結果偏高；
故答案為：；吸收生成的二氧化碳氣體中的水蒸氣；偏高；
（3）干燥管質量變化為生成二氧化碳的質量，為（m₂-m₁）g結合元素守恒計算碳酸鈉的質量分數=$\frac{\frac{{m}_{2}-m{\;}_{1}}{44}×106}{n}$×100%=$\frac{2650（m{\;}_{2}-m{\;}_{1}）}{11n}$%；
故答案為：$\frac{2650（m{\;}_{2}-m{\;}_{1}）}{11n}$%；
（4）裝置E是為了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置D造成測定誤差；
故答案為：防止空氣中的水汽和CO₂進入D被吸收．

點評 本題考查了物質組成的實驗探究和過程分析判斷，主要是氣體除雜的理解應用，元素守恒計算分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．