Question

15．某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學(xué)探究小組為了測(cè)定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】
實(shí)驗(yàn)裝置（如圖2所示，固定裝置略去）；

需要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)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 Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，正確操作是逐滴滴加稀硫酸直至不再產(chǎn)生氣泡為止；
（2）B裝置的作用是除去水蒸氣；
（3）小明認(rèn)為，在裝置D中應(yīng)再連接一個(gè)裝氫氧化鈉固體的球形管，你認(rèn)為他的理由是C中的氫氧化鈉會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳
【交流與表達(dá)】
（4）有同學(xué)認(rèn)為圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置會(huì)造成測(cè)得純堿的純度偏低，原因是AB裝置中殘留反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w未被C中的氫氧化鈉吸收 
（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(kāi)B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣；
②反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣的作用是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?xì)怏w；
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?xì)怏w
③在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生時(shí)，開(kāi)關(guān)R處于關(guān)閉狀態(tài)．
避免圖1裝置吸收反應(yīng)產(chǎn)生的部分二氧化碳?xì)怏w
【數(shù)據(jù)處理】
（6）稱得的純堿樣品質(zhì)量為10.8g，實(shí)驗(yàn)前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和79.6g，純堿的純度為98.1% 98.1%（計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷是否反應(yīng)完全；
（2）根據(jù)濃硫酸的吸水性分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的嚴(yán)密性來(lái)分析；
（4）根據(jù)反應(yīng)結(jié)束后裝置內(nèi)殘留二氧化碳考慮；
（6）根據(jù)C裝置質(zhì)量的增加量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量算出碳酸鈉的質(zhì)量，再除以樣品的質(zhì)量乘以百分之百即可．

解答 解：（1）因?yàn)樵摲磻?yīng)有氣泡產(chǎn)生，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生了，說(shuō)明反應(yīng)完了；故填：不再產(chǎn)生氣泡為止；
（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；故填：除去水蒸氣；
（3）C中的氫氧化鈉會(huì)吸收空氣中的水蒸氣與二氧化碳，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，故填：C中的氫氧化鈉會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳；
（4）反應(yīng)結(jié)束后在AB裝置中會(huì)殘留反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w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(huì)偏小；故填：AB裝置中殘留反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w未被C中的氫氧化鈉吸收；
（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
$\frac{106}{44}=\frac{X}{4.4g}$
解得X=10.6g，純堿的純度為$\frac{10.6g}{10.8g}$×100%=98.1%．
故填：98.1%．

點(diǎn)評(píng) 此題是一道實(shí)驗(yàn)探究綜合題，充分的展示了化學(xué)知識(shí)的方方面面，該題綜合性強(qiáng)難度較大，對(duì)訓(xùn)練學(xué)生良好地思維品質(zhì)以及知識(shí)的嚴(yán)密性有較好的幫助．