Question

18．某純堿樣品中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，現(xiàn)用如圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)（鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去）．
實驗步驟如下：

①按圖連接裝置，并檢查氣密性；
②②準確稱得8g純堿樣品并放入容器B中；
③準確稱得盛有堿石灰（固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）的干燥管D的質(zhì)量為83.4g；
④關(guān)上K₁，打開K₂，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；
⑤關(guān)上K₂，打開K₁，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為85.6g．回答：
（1）實驗步驟⑤鼓入空氣的目的是使B中產(chǎn)生的二氧化碳全部進入D中．
（2）若沒有C裝置，則會導致測定結(jié)果偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（3）根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算出純堿樣品碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為93.3%（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（4）經(jīng)精確測定，上述所求數(shù)值略大于樣品中碳酸鈉的實際質(zhì)量分數(shù)，其原因可能是裝置中有一定量的空氣，所含的CO₂也會進入D中，如何改進操作，避免這一問題②實驗開始前打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置的特點及實驗?zāi)康模治龉娜肟諝膺@一操作的目的；
（1）評價裝置C對測定結(jié)果的影響；
（3）分析實驗前后裝置D質(zhì)量變化，并由此質(zhì)量差計算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)；
（4）該裝置在裝藥品時會不可避免的混入一些空氣，據(jù)空氣得出成分來分析解答．

解答 解：（1）為了減小實驗誤差而采取了鼓入空氣的方法，把殘留在裝置B中二氧化碳全部由D中堿石灰吸收，實驗結(jié)果更準確；
（2）濃硫酸具有吸水性，在C裝置中吸收由B裝置排出氣體中混有的水蒸氣，若少了此裝置則會使氣體中的水蒸氣被D裝置中堿石灰吸收，而使測定質(zhì)量偏大；
（3）反應(yīng)中放出二氧化碳氣體的質(zhì)量=85.6g-83.4g=2.2g
設(shè)放出2.2g二氧化碳消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                      2.2g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
x=5.3g
所以純堿樣品Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{5.6g}{6g}$×100%=93.3%；
（4）由于在裝置中不可避免的要存有殘留的空氣，而空氣中的二氧化碳被D裝置吸收，而導致測量結(jié)果偏大，需要改進的操作是：②實驗開始前打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘．
故答案為：（1）使B中產(chǎn)生的二氧化碳全部進入D中；
（2）偏大；
（3）93.3%；
（4）裝置中有一定量的空氣，所含的CO₂也會進入D中；②實驗開始前打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘．

點評 本題主要考查二氧化碳和堿石灰的反應(yīng)，通過本題我們要知道在完成實驗時要盡可能的排除可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對實驗結(jié)果的影響，水蒸氣的影響等．