Question

工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量NaCl雜質．為測定某純堿樣品的純度，化學課外活動小組設計了兩種實驗方案：
[方案一]取樣品溶解后，加試劑使CO₃^2-沉淀，測定沉淀的質量．
[方案二]用稀酸將CO₃^2-轉化為CO₂，測定CO₂的質量．
（1）方案一的操作步驟有：①稱量樣品W₁ g并溶解樣品；②加入足量的BaCl₂溶液；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱量沉淀W₂ g并進行恒重操作，最后稱量沉淀W₃ g．
稱量時所需定量實驗儀器為

 

．判斷是否達到恒重的標準是

 

．根據(jù)方案一的數(shù)據(jù)，算出樣品中純堿的質量分數(shù)為

 

（用代數(shù)式表示）．
（2）方案二的實驗裝置如下圖：

操作步驟有：①檢查裝置的氣密性；
②在干燥管內裝滿堿石灰，稱量質量為W₁ g；
③稱量W₂ g樣品裝入廣口瓶B中；
④緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘；
⑤關閉止水夾，緩慢加入稀H₂SO₄至不再產(chǎn)生氣體為止；
⑥打開止水夾；
⑦緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，再稱量干燥管，質量為W₃ g．
根據(jù)方案二的數(shù)據(jù)，算出樣品中純堿的質量分數(shù)為

 

（用代數(shù)式表示）．
上圖中裝置A的作用是

 

．裝置C的作用是

 

．如果沒有裝置A，會導致測量結果

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．有同學認為空氣中的水蒸氣會進入干燥管導致測量結果

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”），改進措施可以是

 

．

Answer 1

考點：中和滴定

專題：實驗題

分析：（1）根據(jù)稱量用到的儀器是托盤天平，當前后兩次稱量的質量差不超過0.001g時說明已經(jīng)達到恒重；根據(jù)實驗步驟，由關系式：Na₂CO₃～CO₃^2-～BaCO₃計算出樣品中純堿的質量，然后求出質量分數(shù)；
（2）酸鈉與硫酸反應生成二氧化碳的物質的量，計算出碳酸鈉的物質的量，再計算出碳酸鈉的質量分數(shù)；空氣中含有二氧化碳，屬于酸性氧化物能被堿液吸收，濃硫酸具有吸水性；如果沒有裝置A，測定的生成二氧化碳的質量偏大，碳酸鈉的質量偏大；水蒸氣會進入干燥管導，導致干燥管質量增加，測定的生成二氧化碳的質量偏大，碳酸鈉的質量偏大；在干燥管后加一裝有堿石灰的干燥管，吸收空氣中的水和二氧化碳，可以減小測定結果．

解答： 解：（1）稱量質量用到儀器托盤天平；托盤天平的精確度為0.1g，所以當前后兩次稱量的質量差不超過0.01g時說明已經(jīng)達到恒重；W₃g為碳酸鋇沉淀，物質的量是

W3

197

mol，由關系式：a₂CO₃～CO₃^2-～BaCO₃，知碳酸鈉與碳酸鋇物質的量相等，樣品中純堿的質量為

W3

197

mol×106g/mol=

106W3

197

g，質量分數(shù)為

106W3 197

W1

=

106W3

197W1

 ，
故答案為：托盤天平；前后兩次稱量的質量差不超過0.1g；

106W3

197W1

 ；
（2）堿石灰吸收的物質是二氧化碳，二氧化碳的質量是（W₃-W₁）g，根據(jù)碳原子守恒得碳酸鈉的質量=

(W3-W1)

44

×106g，則純堿的質量分數(shù)=

106(W3-W1) 44

W2

=

53(W3-W1)

22W2

；
空氣中含有二氧化碳，A中氫氧化鈉溶液用于吸收空氣中二氧化碳，防止干擾碳酸鈉的測定；
反應生成的二氧化碳中含有水蒸氣，濃硫酸能吸收水蒸氣而避免影響二氧化碳的測定，所以用C裝置中的濃硫酸吸收水蒸氣；
如果沒有裝置A，測定的生成二氧化碳的質量偏大，碳酸鈉的質量偏大，測定結果偏大；
空氣中的水蒸氣進入干燥管而影響二氧化碳的測定，導致二氧化碳的質量偏大，測定結果偏大；
為防止水蒸氣的干擾，應該在干燥管右邊再加一個裝有堿石灰的干燥管．
故答案為：

53(W3-W1)

22W2

；吸收空氣中的CO₂；吸收CO₂中的水蒸氣；偏大；偏大；在干燥管右邊再加一個裝有堿石灰的干燥管．

點評：本題主要考查了物質含量測定方法，掌握實驗原理是解題的關鍵，需要注意的是二氧化碳和水蒸氣對二氧化碳的測定有影響，所以為防止干擾要先除去空氣中二氧化碳和水蒸氣，為易錯點．