Question

【題目】某純堿樣品中含有少量NaCl雜質(zhì)，現(xiàn)用如圖所示裝置來(lái)測(cè)定純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(鐵架臺(tái)、鐵夾等在圖中均已略去；堿石灰是生石灰與氫氧化鈉的混合物，可以吸收水和二氧化碳)。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖連接裝置，并檢查氣密性；

②準(zhǔn)確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為80.20g；

③準(zhǔn)確稱得20.00g純堿樣品放入容器b中；

④打開(kāi)分液漏斗a的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；

⑤打開(kāi)彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入一定量空氣；

⑥然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為86.36g ；

⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到干燥管D的質(zhì)量不變，為86.80 g。

試回答：

(1)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________________；

(2)裝置A中試劑X應(yīng)選用足量的（______）

A．飽和NaCl溶液 B．濃H2SO4

C．NaHCO3溶液 D．NaOH溶液

(3)①請(qǐng)用文字?jǐn)⑹鲅b置C的作用：__________________________________。

②請(qǐng)用文字?jǐn)⑹鲅b置E的作用：__________________________________。

(4)如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果_____(填“偏大”、 “偏小”或“不變”，下同)；若沒(méi)有操作⑤⑦，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果__________。

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

Answer 1

【答案】2H++CO32- = H2O+CO2↑ (2) 吸收CO2氣體中的水蒸氣，避免測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差(偏大) 防止空氣中的水或CO2進(jìn)入D引起測(cè)量誤差(偏大) 偏大 偏小 79.5%

【解析】

B中發(fā)生發(fā)反應(yīng)：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，C中濃硫酸干燥二氧化碳，D中堿石灰增重為生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。通入空氣排盡裝置中二氧化碳，使二氧化碳進(jìn)入D中完全吸收，空氣中的二氧化碳會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，A中盛放濃氫氧化鈉溶液可以除去空氣中二氧化碳。F裝置吸收空氣中的二氧化碳、水蒸氣，防止加入D中影響二氧化碳質(zhì)量測(cè)定。

(1)在裝置B中，硫酸與碳酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸鈉、二氧化碳和水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2H++CO32- =H2O+CO2↑；

(2)鼓入空氣可以將裝置內(nèi)殘留的二氧化碳全部排出進(jìn)入D裝置，達(dá)到精確測(cè)量的目的；裝置A中試劑X可以除去空氣中的二氧化碳，防止干擾物質(zhì)含量的測(cè)定，達(dá)到精確測(cè)量的目的，應(yīng)選用濃NOH溶液，選項(xiàng)D合理；

(3)①B中生成二氧化碳中混有水蒸氣，若沒(méi)有C裝置中盛有的濃硫酸來(lái)吸收，D中堿石灰就吸收二氧化碳與水蒸氣，導(dǎo)致測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量偏大，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏大；

②裝置E盛有堿石灰，可以吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止空氣中的水或CO2進(jìn)入D引起測(cè)量誤差(偏大)；

(4)如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，由于HCl具有揮發(fā)性，它會(huì)與堿石灰發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；若沒(méi)有操作⑤⑦，碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生的部分二氧化碳?xì)怏w會(huì)在裝置中滯留，使測(cè)定結(jié)果偏小；

(5)生成二氧化碳的質(zhì)量為m(CO2)=86.80 g-80.20g=6.60g，其物質(zhì)的量為n(CO2)=6.60g÷44g/mol=0.15mol，根據(jù)碳原子守恒可知樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為m(Na2CO3)=0.15mol×106g/mol=15.9g，則純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：(15.9g÷20.00g) ×100%=79.5%。