Question

6．工業(yè)純堿中常含有少量的氯化鈉，某校興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)欲測(cè)定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（Na₂CO₃），提出不同的實(shí)驗(yàn)方案：
甲、乙同學(xué)均采用了通過測(cè)定反應(yīng)生成的CO₂的量來間接測(cè)定碳酸鈉質(zhì)量的方案，設(shè)計(jì)之裝置分別如圖：

（1）甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計(jì)在反應(yīng)停止后緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，該步驟的目的是：將裝置中生成的CO₂全部排入C裝置中．
（2）請(qǐng)你比較甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)之裝置，指出它們各自的優(yōu)點(diǎn)．
①甲裝置：在A、C中加入B裝置，防止了水蒸氣對(duì)測(cè)定的影響；
②乙裝置：D裝置防止了通入空氣時(shí)引入CO₂的干擾．
（3）興趣小組經(jīng)討論后，組裝成如圖丙實(shí)驗(yàn)裝置：
指導(dǎo)老師指出：該裝置仍然存在缺陷，會(huì)造成實(shí)驗(yàn)誤差．你認(rèn)為缺陷在哪里？如何改進(jìn)？
①裝置缺陷：C裝置中的堿石灰會(huì)吸收空氣中CO₂和水蒸氣，從而影響測(cè)定結(jié)果．
②改進(jìn)方法：在C裝置之后再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管．
（4）用改進(jìn)后的裝置做實(shí)驗(yàn)：取樣品ag，使之與稀硫酸充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)前C儀器和藥品的質(zhì)量為b g，反應(yīng)后C儀器和藥品的質(zhì)量為cg．
ω（Na₂CO₃）═$\frac{53（c-b）}{22a}$
（5）丙和丁同學(xué)都提出了用沉淀法測(cè)定CO₃^2-的方案：
丙方案：加入氯化鈣溶液使CO₃^2-完全沉淀，過濾、洗滌、干燥、稱量，計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
丁方案：加入氯化鋇溶液使CO₃^2-完全沉淀，過濾、洗滌、干燥、稱量，計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析，丙方案劣于丁方案（填“優(yōu)于”、“劣于”或“等同于”）．

Answer 1

分析 （1）緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘，將裝置中生成的CO₂全部排入C裝置中，以免影響測(cè)量結(jié)果；
（2）①B裝置中的濃硫酸能干燥二氧化碳；
②D裝置中的氫氧化鈉能吸收空氣中的二氧化碳；
（3）①C裝置直接與空氣相通，會(huì)吸收空氣中CO₂和水蒸氣；
②在C的后面連接一個(gè)能吸收CO₂和水蒸氣的裝置；
（4）測(cè)得反應(yīng)前C儀器和藥品的質(zhì)量為bg，反應(yīng)后C儀器和藥品的質(zhì)量為cg，則二氧化碳的質(zhì)量為（c-b）g，根據(jù)方程式計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）碳酸鈣的式量小于碳酸鋇，稱量時(shí)誤差較大．

解答 解：（1）反應(yīng)停止后緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，將裝置中生成的CO₂全部排入C裝置中，使二氧化碳全部被堿石灰吸收，以免影響測(cè)量結(jié)果，
故答案為：將裝置中生成的CO₂全部排入C裝置中；
（2）①B裝置中的濃硫酸能干燥二氧化碳，可以防止了水蒸氣進(jìn)入C裝置，從而對(duì)測(cè)定的結(jié)果產(chǎn)生影響；
故答案為：在A、C中加入B裝置，防止了水蒸氣對(duì)測(cè)定的影響；
②D裝置中的氫氧化鈉能吸收空氣中的二氧化碳，向裝置中鼓入空氣時(shí)，能夠排除空氣中二氧化碳的干擾；
故答案為：D裝置防止了通入空氣時(shí)引入CO₂的干擾；
（3）①C裝置直接與空氣相通，會(huì)吸收空氣中CO₂和水蒸氣，使C裝置的質(zhì)量偏大，產(chǎn)生誤差；
故答案為：C裝置中的堿石灰會(huì)吸收空氣中CO₂和水蒸氣，從而影響測(cè)定結(jié)果；
②在C的后面連接一個(gè)能吸收CO₂和水蒸氣的裝置，所以在C裝置之后再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管，可以防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入C中；
故答案為：在C裝置之后再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管；
（4）測(cè)得反應(yīng)前C儀器和藥品的質(zhì)量為bg，反應(yīng)后C儀器和藥品的質(zhì)量為cg，則二氧化碳的質(zhì)量為（c-b）g，
  Na₂CO₃～～～～CO₂
   106         44；
    mg       （c-b）g
解得m=$\frac{106（c-b）}{44}$=$\frac{53（c-b）}{22}$g，則ω（Na₂CO₃）═$\frac{53（c-b）}{22a}$；
故答案為：$\frac{53（c-b）}{22a}$；
（5）丙和丁同學(xué)都提出了用沉淀法測(cè)定CO₃^2-的方案，兩種實(shí)驗(yàn)方法相同，但是碳酸鈣的式量小于碳酸鋇，相同物質(zhì)的量?jī)煞N物質(zhì)，碳酸鋇的質(zhì)量較大，稱量時(shí)誤差較小，所以丙方案劣于丁方案；
故答案為：劣于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)含量測(cè)定方法的綜合應(yīng)用，題目涉及裝置作用的分析判斷、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等，掌握實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．