Question

2．為測定Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物中Na₂CO₃的含量，某同學設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗（鐵架臺、鐵夾等儀器未在圖中畫出）．請回答下列問題：
（1）將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是檢驗裝置的氣密性．
（2）裝置B的作用是吸收二氧化硫；裝置D的作用吸收水蒸氣．
（3）實驗過程中，當裝置A內(nèi)的固體反應完全后，需打開活塞K，向A中通入大量的氮氣．這樣做的目的是使生成的二氧化碳氣體能夠被裝置E中的藥品完全吸收．否則可能引起Na₂CO₃含量的測定值比實際值偏低（填“偏高”、“偏低”或“沒影響”）．
（4）Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物23.2g進行實驗，實驗結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)E裝置增重了4.4g，Na₂CO₃的含量為45.7%
（5）實驗過程中硫酸要加入過量的原因讓樣品與硫酸充分反應，不影響反應的測定結(jié)果
（6）已知MnO₄^-酸性條件下會與具有還原性的物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化成Mn²⁺，試寫出裝置B中反應的離子方程式2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺

Answer 1

分析 根據(jù)實驗目的，結(jié)合實驗裝置原理可以判斷：A為發(fā)生裝置，反應后生成二氧化碳和二氧化硫氣體及少量的水蒸氣雜質(zhì)，為了準確測定生成CO₂氣體的質(zhì)量，首先要除盡SO₂，因此B中應裝入酸性高錳酸鉀溶液，C裝置用來檢驗SO₂氣體是否被完全吸收，可以選用品紅溶液，在吸收二氧化碳之前，要再除去雜質(zhì)水蒸氣，因此D中應裝入濃硫酸，為了吸收二氧化碳，E裝置應裝入堿石灰，為了防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)進入E，應在F中加入堿石灰起保護作用，為了能使反應后裝置中的二氧化碳完全被堿石灰吸收，反應結(jié)束后在裝置中通入氮氣，用氮氣將二氧化碳壓到堿石灰中，據(jù)此答題．

解答 解：根據(jù)實驗目的，結(jié)合實驗裝置原理可以判斷：A為發(fā)生裝置，反應后生成二氧化碳和二氧化硫氣體及少量的水蒸氣雜質(zhì)，為了準確測定生成CO₂氣體的質(zhì)量，首先要除盡SO₂，因此B中應裝入酸性高錳酸鉀溶液，C裝置用來檢驗SO₂氣體是否被完全吸收，可以選用品紅溶液，在吸收二氧化碳之前，要再除去雜質(zhì)水蒸氣，因此D中應裝入濃硫酸，為了吸收二氧化碳，E裝置應裝入堿石灰，為了防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)進入E，應在F中加入堿石灰起保護作用，為了能使反應后裝置中的二氧化碳完全被堿石灰吸收，反應結(jié)束后在裝置中通入氮氣，用氮氣將二氧化碳壓到堿石灰中，
（1）將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是檢驗裝置的氣密性，
故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（2）根據(jù)上面的分析可知，裝置B的作用是 吸收二氧化硫；裝置D的作用 吸收水蒸氣，
故答案為：吸收二氧化硫；吸收水蒸氣；
（3）根據(jù)上面的分析可知，通入大量的氮氣，這樣做的目的是 使生成的二氧化碳氣體能夠被裝置E中的藥品完全吸收，否則由于二氧化碳沒有完全被吸收，而使得計算出的Na₂CO₃含量的測定值比實際值 偏低，
故答案為：使生成的二氧化碳氣體能夠被裝置E中的藥品完全吸收；偏低；
（4）Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物23.2g進行實驗，實驗結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)E裝置增重了4.4g，即反應中生成了二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，根據(jù)關(guān)系式Na₂CO₃～CO₂可知，Na₂CO₃的質(zhì)量為10.6g，所以Na₂CO₃含量為$\frac{10.6g}{23.2g}$×100%=45.7%，
故答案為：45.7%；
（5）實驗過程中硫酸要加入過量的原因是讓樣品與硫酸充分反應，不影響反應的測定結(jié)果，
故答案為：讓樣品與硫酸充分反應，不影響反應的測定結(jié)果； 
（6）裝置B中二氧化硫被高錳酸鉀氧化成硫酸根離子，所以反應的離子方程式為2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
故答案為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺．

點評 本題考查了測定Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物中各組分的含量，題目難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，試題綜合性強，旨在培養(yǎng)學生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力．