Question

某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學(xué)探究小組為了測定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)），組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計了如下實驗：

【設(shè)計實驗方案】

實驗裝置（如圖2所示，固定裝置略去）；

需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實驗前、后裝置（包括氫氧化鈉固體）的總質(zhì)量．

（1）A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為　                      　；為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，其操作是　                                  　．

（2）B裝置的作用是　         　；C裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為　          　．

（3）補充D裝置　                　（簡要敘述或畫出裝置示意圖）．

【交流與表達】

（4）有同學(xué)認為圖2所示實驗裝置會造成測得純堿的純度偏低，原因是　          　．

（5）為了克服圖2裝置的不足，有同學(xué)提出，還應(yīng)增加圖1裝置與A裝置連接（A裝置中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），在反應(yīng)前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入足量空氣．

①反應(yīng)前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣的作用是　         　；

②反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣的作用是　                               　；

③在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生時，開關(guān)R處于關(guān)閉狀態(tài)，其原因是　                ．

【數(shù)據(jù)處理】

（6）稱得的純堿樣品質(zhì)量為10.8g，實驗前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和79.6g，純堿的純度為　   　%（計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位）．

【反思與評價】

（7）能否用稀鹽酸代替稀硫酸？同學(xué)們經(jīng)過討論認為不能，理由是　              　．

（8）改進后的實驗裝置能減少測定的誤差，原因是①反應(yīng)生成的CO₂盡可能被C裝置吸收；②　                                　．

 

Answer 1

【答案】

（1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；逐滴滴入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣泡為止；（2）除去水蒸氣；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂0；（3）裝氫氧化鈉固體的球形管；（4）AB裝置中殘留反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收；（5）①用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣；②用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳氣體；③避免圖1裝置吸收反應(yīng)產(chǎn)生的部分二氧化碳氣體；（6）98.1%；（7）稀鹽酸會發(fā)出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實驗測定；

（8）避免AB裝置中原來空氣中二氧化碳氣體對實驗的干擾．

【解析】（1）反應(yīng)物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用觀察法配平，二氧化碳后面標上上升符號；因為該反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生，沒有氣泡產(chǎn)生了，說明反應(yīng)完了；

（2）濃硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸氣；C裝置中反應(yīng)的反應(yīng)物是NaOH和CO₂生成物是Na₂CO₃和H₂0，用觀察法配平；

（3）D裝置是防止空氣中的水、二氧化碳進入C裝置造成誤差，所以用裝氫氧化鈉固體的球形管就能達到目的；

（4）反應(yīng)結(jié)束后在AB裝置中會殘留反應(yīng)生成的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收，導(dǎo)致二氧化碳質(zhì)量減少，結(jié)果會偏��；

（5）①鼓入的空氣經(jīng)過了氫氧化鈉，已經(jīng)把空氣中二氧化碳除去，用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣，由于原有的空氣中含有二氧化碳；

②用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳氣體，使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被C裝置吸收；

③如果不處于關(guān)閉狀態(tài)，生成的二氧化碳會進入圖1被圖1中氫氧化鈉吸收；

（6）C裝置質(zhì)量的增加量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，所以生成二氧化碳的質(zhì)量為：79.6g﹣75.2g=4.4g，設(shè)要生成4.4g二氧化碳需要碳酸鈉質(zhì)量為X則：

Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑

106                     44

X                       4.4g

根據(jù)：解得X=10.6g，純堿的純度為×100%=98.1%；

（7）稀鹽酸會發(fā)出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實驗測定；

（8）改進后裝置的優(yōu)點有：反應(yīng)生成的CO₂盡可能被C裝置吸收；避免AB裝置中原來空氣中二氧化碳氣體對實驗的干擾．