Question

純堿中常含有少量的NaCl等雜質，利用下圖儀器裝置可用來測定純堿中Na₂CO₃的質量百分含量（即質量分數）。

圖中：1．空氣  2．某溶液  3．純堿  4．稀硫酸  6．堿石灰

其實驗步驟是：

a．按上圖所示，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）；并將其放進廣口瓶內；

d．從分液漏斗中緩緩滴入一定量稀硫酸，并從“1”處緩緩鼓入空氣，至B反應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）該實驗進行至操作d時，要緩緩鼓入空氣，鼓入空氣的作用是　　　　　　   。裝置A中盛裝的液體“2”應選用　　　　　　   ；裝置A的作用是　　　　　　   。如果撤去裝置A，直接向裝置B中緩緩鼓入空氣，則會導致實驗測定結果　　　　 （填偏大、偏小和不變）。

（2）在空白格內畫出裝置C及試劑；裝置C盛放的試劑“5”是　　　　　　 ；說明裝置C的作用是　　　　　　 ；如果撤去裝置C，則會導致實驗測定結果  　　　　   。（填偏大、偏小和不變）

（3）根據此實驗，計算純堿中Na₂CO₃的質量百分含量（即質量分數）的數學式為　　  （用m₁、m₂、n表示）。

（4）裝置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　  。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）把反應器B中產生的二氧化碳氣體送入干燥管D中；NaOH溶液；除去空氣中的二氧化碳；偏大 （2）濃硫酸；干燥二氧化硫（吸水）；偏大 （3）×100% （4）防止空氣中水蒸氣、二氧化碳氣體進入干燥管D

提示：

本實驗的目的是測定純堿樣品中碳酸鈉的純度。主要反應在裝置B中進行。純堿與稀硫酸反應產生的二氧化碳，通入D中會使D中的堿石灰增重，通過稱量裝置D中堿石灰的質量變化，即可測知產生二氧化硫的量，從而計算出樣品中碳酸鈉的質量和質量分數。 （1）為了將稀硫酸和純堿樣品反應產生的二氧化碳氣體送入干燥管中，在實驗進行至操作d時，要緩緩鼓入空氣，但空氣中含有二氧化碳，所以在空氣進入裝置B之前，應用氫氧化鈉溶液除去其中的二氧化碳，故A中所盛溶液為氫氧化鈉。如果撤去A裝置，空氣中的二氧化碳會隨著裝置B中產生的二氧化碳一起進入干燥管D，從而導致結果偏大。 （2）由于純堿樣品與稀硫酸反應時，可能產生水蒸氣，如果水蒸氣隨著產生的二氧化碳進入干燥管D，會導致測定結果偏大，所以應在C中加入干燥劑進行干燥。由于二氧化碳是酸性氣體，應選擇濃硫酸作干燥劑。 （3）通過稱量干燥管D中堿石灰的質量變化，即吸收的二氧化碳的質量，根據以下關系，即可求出碳酸鈉質量，從而求出樣品的純度。 Na2CO3   ～   CO2 106            44 x            m2－m1            x＝ 碳酸鈉的純度為×100% （4）干燥管D右端也可能有空氣進入，裝置E中的堿石灰可以吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止其進入D影響測定結果。 錯因分析：A中盛有的液體選用澄清的石灰水。因為氫氧化鈣在水中的溶解度很小，不能確保將二氧化碳除凈。