Question

为测定Na₂CO₃与Na₂SO₃混合物中各组分的含量，取样品23.2g按如图所示装置进行实验（铁架台、铁夹等仪器未在图中画出）．可供选用的试剂为：浓硫酸、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、碱石灰（可重复使用）．
请回答下列问题：
（1）将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是

 

；
（2）已知仪器C中装有品红溶液，其作用是

 

，则下列装置中应放入的试剂分别为：B

 

，D

 

；
（3）实验过程中，当装置A的固体反应完全后，需打开活塞K，向A中通入大量经过氢氧化钠溶液处理的空气．这样做的目的是

 

．
（4）实验结束后，称量装置E，增重4.4g，则Na₂CO₃与Na₂SO₃的物质的量之比为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：由装置图可知，实验原理为：混合物中加入硫酸，转化为二氧化硫、二氧化碳，除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，进而计算各组分的质量分数．
（1）由于需要测定二氧化碳的质量，整套装置应气密性良好，故实验之前应检验装置的气密性；
（2）实验原理是除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，所以进入装置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，装置B的作用是除去气体中的二氧化硫，试剂全部吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，选用高锰酸钾溶液；装置C的作用是验证二氧化硫是否除尽，装置D的作用是干燥气体，选择浓硫酸干燥气体；
（3）装置内会残留部分二氧化碳，应使二氧化碳全部被装置E中药品吸收，故通入大量的空气目的是排尽装置内的二氧化碳，使生成的二氧化碳能够全部进入装置E中药品吸收；
（4）装置E在实验完成时增重4.4g为二氧化碳的质量，物质的量为

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根据碳元素守恒可知混合物中碳酸钠的质量为0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亚硫酸钠的质量为23.2g-10.6g=12.6g，亚硫酸钠物质的量为

12.6g

126g/mol

=0.1mol，据此计算．

解答： 解：混合物中加入硫酸，转化为二氧化硫、二氧化碳，除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，进而计算各组分的质量分数．
（1）由于需要测定二氧化碳的质量，整套装置应气密性良好，故实验之前应检验装置的气密性，
故答案为：检验装置的气密性；
（2）样品和酸反应生成的气体为二氧化碳和二氧化硫气体，利用B装置除去二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，所以装置C的作用是用品红试液验证二氧化硫是否被B吸收完全；实验原理是除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，故进入装置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，所以装置B的作用是除去气体中的二氧化硫，试剂是吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，分析选项中试剂可知应选择酸性高锰酸钾溶液；装置C的作用是验证二氧化硫是否除尽，装置D的作用是干燥气体，选择试剂为a（浓硫酸），
故答案为：检验SO₂是否被B吸收完全；酸性高锰酸钾溶液；浓硫酸；
（3）装置内会残留部分二氧化碳，应使二氧化碳全部被装置E中药品吸收，所以通入大量的空气目的是排尽装置内的二氧化碳，使生成的二氧化碳能够全部被装置E中药品吸收，
故答案为：使生成的二氧化碳能够全部装置E中药品吸收；
（4）装置E在实验完成时增重4.4g为二氧化碳的质量，物质的量为

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根据碳元素守恒可知混合物中碳酸钠的质量为0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亚硫酸钠的质量为23.2g-10.6g=12.6g，物质的量为

12.6g

126g/mol

=0.1mol，所以则Na₂CO₃与Na₂SO₃的物质的量之比为0.1mol：0.1mol=1：1，
故答案为：1：1．

点评：本题考查学生对实验原理的理解、物质组成的测定等，难度中等，理解原理是关键，需要学生具有扎实的基础知识与综合运用知识分析解决问题的能力．