Question

【題目】工業品純堿中常含有少量的NaCl等雜質，圖中的儀器裝置可用來測定純堿中Na2CO3的質量分數，圖中標號：①空氣；②某溶液，③純堿樣品，④稀H2SO4，⑤濃H2SO4，⑥堿石灰，⑦堿石灰。

實驗步驟是：

①檢查裝置的氣密性； ②準確稱量盛有堿石灰的干燥管Ⅰ的質量(設為m1 g)。

③準確稱量一定量的純堿的質量(設為m2 g)，并將其放入廣口瓶中；

④從分液漏斗中緩緩滴入稀H2SO4，至不再產生氣體為止；

⑤緩緩鼓入空氣數分鐘，然后稱量干燥管Ⅰ的總質量(設為m3 g)。

根據上述實驗，回答下列問題：

（1）鼓入空氣的目的是______________________________。

（2）裝置A中液體②應為______，其作用是______________________，如撤去裝置A，直接向裝置B中緩緩鼓入空氣，測定結果將____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

（3）裝置C的作用是_____________，如果撤去裝置C，則會導致實驗結果_______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

（4）干燥管Ⅱ的作用是____________________。

（5）上述實驗的操作④和⑤，都要求緩緩進行，其理由是：______________________，如果這兩步操作太快，則會導致實驗測定結果____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

（6）根據實驗，純堿中Na2CO3的質量分數的計算式為__________________________。

Answer 1

【答案】 趕走殘留在廣口瓶中及裝置里的CO2 堿溶液 除去空氣里的CO2 偏大 除去CO2中混有的水蒸氣 偏大 吸收空氣中的CO2和水蒸氣 使反應產生的CO2能與堿石灰充分反應而完全吸收 偏小 ×100%

【解析】本題考查實驗方案設計與評價，（1）實驗目的是測定Na2CO3質量分數，Na2CO3和稀硫酸反應Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O，通過CO2的量計算Na2CO3的量，裝置中含有空氣，需要排除，鼓入空氣的目的是趕走殘留在廣口瓶中及裝置里的CO2；（2）空氣中含有CO2，對CO2質量測定，產生干擾，必須除去空氣中CO2，即裝置A中盛放的試劑為堿液；如果撤去裝置A，直接向裝置B中緩緩鼓入空氣，造成所測CO2的質量增加，根據碳元素守恒，Na2CO3的質量增大，即碳酸鈉的質量分數增大；（3）裝置C中的試劑是濃硫酸，作用是除去CO2中水蒸氣，如果撤去裝置C，所測CO2的質量增大，即碳酸鈉的質量增大，導致實驗結果偏大；（4）空氣中含有水蒸氣和CO2，進入干燥管I中，造成所測碳酸鈉質量增大，因此裝置II作用是空氣中的CO2和水蒸氣；（5）使反應產生CO2能與堿石灰充分反應而完全吸收，如果通入過快，導致實驗所測結果偏小；（6）干燥管I的質量差為CO2的質量，即CO2的質量為(m3－m1)g，根據碳元素守恒，碳酸鈉的質量為(m3－m1)×106/44g，則質量分數為(m3－m1)×106/44m2×100%= ×100%。