Question

某純堿樣品中含有少量氯化鈉，現欲測定其中碳酸鈉的質量分數，進行如下實驗：
〖實驗原理〗Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
通過實驗測定反應產生的二氧化碳的質量，即可求得原樣品中碳酸鈉的質量，進而求得樣品碳酸鈉的質量分數．
〖實驗裝置〗

①如圖所示連接裝置，并檢查氣密性
②將10.0g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液
③稱量盛有堿石灰的U型管的質量為300.0g
④打開分液漏斗中的活塞，往試樣溶液中滴入20%的稀硫酸，直至不再產生氣泡為止
⑤從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣
⑥再次稱量原盛有堿石灰的U型管的質量
⑦重復步驟⑤和⑥的操作，直至原盛有堿石灰的U型管的質量不再改變，測得質量為303.3g
回答下列問題：
（1）裝置中NaOH溶液的作用是

 

，寫出該裝置中發生反應的化學方程式

 

．
（2）濃硫酸的作用是

 

．
（3）從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣的目的是

 

；
（4）B裝置的作用是

 

，
（5）該樣品中碳酸鈉的質量分數是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據實驗目的來分析裝置A中堿液的作用；
（2）根據濃硫酸的性質來評價濃硫酸在實驗中的作用，
（3）根據裝置的特點及實驗目的，分析鼓入空氣這一操作的目的；
（4）可以根據空氣中的成分來分析裝置B在整個裝置中所起到的作用；
（5）分析實驗前后裝置D質量變化，并由此質量差計算樣品中碳酸鈉的質量，求出樣品中碳酸鈉的質量分數；

解答：解：（1）由題意可知我們是通過測定二氧化碳的質量來測定碳酸鈉的質量分數的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實驗結果，而在A中裝了堿性溶液來吸收空氣中的二氧化碳，并可以寫出化學方程式
（2）濃硫酸的作用是吸收反應后生成的二氧化碳中的水蒸氣以免干擾實驗現象，
（3）為了減小實驗誤差而采取了鼓入空氣的方法，把殘留在裝置中二氧化碳全部由堿石灰吸收，實驗結果更準確，
（4）空氣中的水蒸氣和二氧化碳會進入U型管而對測定結果產生影響，所以裝置B的作用則是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進入U型管中，
（5）反應中放出二氧化碳氣體的質量=303.3g-300g=3.3g
設放出3.3g二氧化碳消耗碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      3.3g

106

x

=

44

3.3g

，
解得x=7.95g
純堿樣品Na₂CO₃的質量分數

7.95

10g

×100%=79.5%
故答案為：（1）除去鼓入的空氣中的二氧化碳； 2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
（2）除去空氣（或二氧化碳）從試樣溶液中帶出的水分
（3）用除去二氧化碳的空氣將反應生成的二氧化碳全部通入U型管中；
（4）防止空氣中的水和二氧化碳進入U型管中影響實驗結果；
（5）79.5%

點評：本題主要考查二氧化碳和堿石灰的反應，通過本題我們要知道在完成實驗時要盡可能的排除可能對實驗結果產生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對實驗結果的影響，水蒸氣的影響等．