Question

某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现在如图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）．实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准备称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4克；③打开分液漏斗6克纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6克，试回答：
（1）A装置的作用是

 

．
（2）若没有C装置，则会导致测定结果

 

（填“偏大”或“偏小”，下同）；若没有步骤⑤，则会导致测定结果

 

．
（3）根据实验中测得有关数据，计算出纯碱样品碳酸钠的质量分数．（计算结果精确到0.1%

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）根据实验目的来分析装置A中氢氧化钠溶液的作用；
（2）评价装置C对测定结果的影响；根据装置的特点及实验目的，分析鼓入空气这一操作的目的；
（3）分析实验前后装置D质量变化，并由此质量差计算样品中碳酸钠的质量，求出样品中碳酸钠的质量分数．

解答：解：（1）由题意可知我们是通过测定二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数的，所以要排除空气中的二氧化碳干扰实验结果，而在A中装了碱性溶液来吸收空气中的二氧化碳，故本题答案为：吸收空气中的二氧化碳．
（2）浓硫酸具有吸水性，在C装置中吸收由B装置排出气体中混有的水蒸气，若少了此装置则会使气体中的水蒸气被D装置中碱石灰吸收，而使测定质量偏大；为了减小实验误差而采取了鼓入空气的方法，把残留在装置B中二氧化碳全部由D中碱石灰吸收，实验结果更准确，否则二氧化碳没有完全吸收，导致测量结果偏小；故填：偏大；偏小；
（3）反应中放出二氧化碳气体的质量=85.6g-83.4g=2.2g
设放出2.2g二氧化碳消耗碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      2.2g

106

44

=

x

2.2g

解得   x=5.3g
纯碱样品Na₂CO₃的质量分数=

5.3g

6g

×100%=88.3%
答：纯碱样品碳酸钠的质量分数为88.3%．
故答案为：88.3%．

点评：本题主要考查二氧化碳和碱石灰的反应，通过本题我们要知道在完成实验时要尽可能的排除可能对实验结果产生影响的因素，例如本题中空气中二氧化碳对实验结果的影响，水蒸气的影响等．