Question

15．純堿中常含有少量NaCl雜質(zhì)．甲同學(xué)用下面的裝置測定n g純堿中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．其實(shí)驗(yàn)步驟：
a．按裝置圖組裝儀器，并檢查其氣密性；
b．稱量盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為m₁g；
c．稱量n g純堿樣品，并將其放入廣口瓶內(nèi)；
d．從分液漏斗緩緩地注入一定量的稀硫酸，并緩緩地鼓入空氣，直到B反應(yīng)器中不再產(chǎn)生氣體為止；
e．再次稱量干燥管D的總質(zhì)量為m₂g．
請回答：
（1）裝置C的作用是干燥CO₂．裝置E的作用是防止空氣中水蒸氣和CO₂進(jìn)入干燥器D．
（2）計(jì)算Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（用m₁、m₂、n表示）$\frac{53（{m}_{3}-{m}_{2}）}{22n}$．
（3）請?jiān)僭O(shè)計(jì)兩種其他的測定方案，并填寫表中空白．
可選擇的主要儀器：①托盤天平  ②燒杯     ③玻璃棒    ④鐵架臺、漏斗（過濾器）      ⑤干燥管    ⑥酒精燈   ⑦燒瓶      ⑧蒸發(fā)皿
供選擇的試劑：a．CaCl₂溶液  b．稀硝酸  c．AgNO₃溶液  d．堿石灰  e．稀鹽酸

實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生反應(yīng)的 化學(xué)方程式	實(shí)驗(yàn)所用主要儀器 （用編號表示）	實(shí)驗(yàn)需直接測定的有關(guān)物理量（用文字說明）

Answer 1

分析 裝置A中的氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，利用除去二氧化碳的空氣排凈裝置中的空氣，關(guān)閉K后從分液漏斗緩緩地注入一定量的稀硫酸，和樣品發(fā)生反應(yīng)，并緩緩地鼓入空氣，直到B反應(yīng)器中不再產(chǎn)生氣體為止，生成的氣體中水蒸氣通過濃硫酸吸收水蒸氣，進(jìn)入裝置D吸收生成的二氧化碳，裝置E是防止空氣中二氧化碳進(jìn)入裝置D防止干擾影響測定結(jié)果，
（1）裝置C中濃硫酸是吸收二氧化碳?xì)怏w中的水蒸氣，空氣中二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入D中影響二氧化碳的質(zhì)量測定，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量增大，E裝置的作用是吸收空氣中二氧化碳中和水蒸氣，防止進(jìn)入裝置D中；
（2）稱量盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為m₁g為吸收二氧化碳的質(zhì)量，依據(jù)碳元素守恒計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量得到碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）純堿中常含有少量NaCl雜質(zhì)，測定n g純堿中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以利用氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成沉淀，稱量沉淀質(zhì)量計(jì)算得到，需要的儀器為①托盤天平 ②燒杯 ③玻璃棒 ④鐵架臺、漏斗（過濾器）；利用硝酸和碳酸鈉反應(yīng)后的溶液中加入硝酸銀和氯化鈉反應(yīng)生成氯化銀沉淀，稱量沉淀質(zhì)量計(jì)算得到，需要的儀器為①托盤天平 ②燒杯 ③玻璃棒 ④鐵架臺、漏斗（過濾器）；利用硝酸和碳酸鈉完全反應(yīng)后，溶液蒸干得到氯化鈉晶體，稱量質(zhì)量計(jì)算，需要的儀器：①托盤天平 ②燒杯 ③玻璃棒 ④鐵架臺、漏斗（過濾器）、⑧蒸發(fā)皿；利用鹽酸和碳酸鈉溶液反應(yīng)后得到溶液蒸干得到氯化鈉晶體質(zhì)量，依據(jù)元素守恒和質(zhì)量計(jì)算得到，需要的儀器為：①②③⑥⑧；

解答 解：（1）裝置C的作用是吸收二氧化碳?xì)怏w中的水蒸氣，空氣中二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入D中影響二氧化碳的質(zhì)量測定，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量增大，E裝置的作用是吸收空氣中二氧化碳中和水蒸氣，防止進(jìn)入裝置D中，
故答案為：干燥CO₂  防止空氣中水蒸氣和CO₂進(jìn)入干燥器D；  
（2）稱量盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為m₁g為吸收二氧化碳的質(zhì)量，元素守恒得到碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{{m}_{1}}{44}mol×106g/mol}{ng}$×100%=$\frac{53（{m}_{3}-{m}_{2}）}{22n}$×100%，
故答案為：$\frac{53（{m}_{3}-{m}_{2}）}{22n}$×100%；
（3）純堿中常含有少量NaCl雜質(zhì)，測定n g純堿中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以利用氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成沉淀，稱量沉淀質(zhì)量計(jì)算得到，需要的儀器為①托盤天平 ②燒杯 ③玻璃棒 ④鐵架臺、漏斗（過濾器）；利用硝酸和碳酸鈉反應(yīng)后的溶液中加入硝酸銀和氯化鈉反應(yīng)生成氯化銀沉淀，稱量沉淀質(zhì)量計(jì)算得到，需要的儀器為①托盤天平 ②燒杯 ③玻璃棒 ④鐵架臺、漏斗（過濾器）；利用硝酸和碳酸鈉完全反應(yīng)后，溶液蒸干得到氯化鈉晶體，稱量質(zhì)量計(jì)算，需要的儀器：①托盤天平 ②燒杯 ③玻璃棒 ④鐵架臺、漏斗（過濾器）、⑧蒸發(fā)皿；利用鹽酸和碳酸鈉溶液反應(yīng)后得到溶液蒸干得到氯化鈉晶體質(zhì)量，依據(jù)元素守恒和質(zhì)量計(jì)算得到，需要的儀器為：①②③⑥⑧，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生反應(yīng)的 化學(xué)方程式	實(shí)驗(yàn)所用主要儀器（用編號表示）	實(shí)驗(yàn)需直接測定的有關(guān)物理量（用文字說明）
CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓	①②③④	CaCO3沉淀的質(zhì)量
2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+CO2↑+H2O AgNO3+NaCl=NaNO3+AgCl↓	①②③④	AgCl沉淀的質(zhì)量
2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+CO2↑+H2O	①②③⑥⑧	蒸干后所得 固體的質(zhì)量
2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O	①②③⑥⑧	蒸干后所得 固體的質(zhì)量

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理及裝置理解、對操作的評價(jià)、物質(zhì)含量的測定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>