题目内容

20．已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用图中的装置进行实验．

主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，并检验装置的气密性
②将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g
④从分液漏斗滴入6mol•L-1的硫酸，直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为dg
请填空和回答问题：
（1）在用托盘天平称量药品时，如果天平的指针向左偏转，说明样品重，砝码轻．（填“药品”或“砝码”）
（2）装置中干燥管B的作用是防止空气中的CO2和水气进入U型管中．
（3）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果偏高（填偏高、偏低或不变）．
（4）步骤⑤的目的是判断反应产生的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收．
（5）步骤④和⑤的离子方程式依次是CO32-+2H+=CO2↑+H2O、CO32-+2H+=CO2↑+H2O．
（6）试样中纯碱的质量分数的计算式为$\frac{106（d-b）}{44}$．
（7）还可以用其它实验方法测定试样中纯碱的质量分数．例如可将ag试样溶于水后加入足量的BaCl2（CaCl2）溶液，根据产生沉淀的质量确定结果．

分析 （1）根据天平称量时按照左物右码的原则考虑；
（2）由于空气中也有二氧化碳和水分，干燥管B的作用就是不让它们进入的；
（3）根据盐酸的挥发性考虑；
（4）由于反应完了锥形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空气就是为了驱赶它们的；
（5）步骤④中加入硫酸后，碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳，步骤⑤空气中的二氧化碳被氢氧化钠吸收，据此写反应的离子方程式；
（6）根据U型管的质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量算出碳酸钠的质量，再用碳酸钠的质量除以样品质量即可．
（7）可以根据用一种试剂与碳酸钠反应产生沉淀，根据沉淀算出碳酸钠的质量，再进行推算

解答 解：（1）由于称量时左物右码，依据天平的杠杆原理，向左偏说明样品重，砝码轻；
故答案为：样品重，砝码；
（2）U型管中的碱石灰是为了吸收反应生成的二氧化碳，但空气中也存在二氧化碳，干燥管B的作用就是防止空气中的二氧化碳和水分进入U型管，对结果产生误差；
故答案为：防止空气中的CO2和水气进入U型管中；
（3）由于盐酸具有挥发性，也会随着二氧化碳进入U型管，被误认为是二氧化碳，所以二氧化碳的质量偏大，算出的碳酸钠的质量也会偏大的，所以结果会偏大；
故答案为：偏高；
（4）由于反应完了锥形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空气就是将残留的二氧化碳完全排入U型管；
故答案为：把反应产生的CO2全部导入U型管中；
（5）步骤④中加入硫酸后，碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳，反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O，步骤⑤空气中的二氧化碳被氢氧化钠吸收，反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O，
故答案为：CO32-+2H+=CO2↑+H2O；CO2+2OH-=CO32-+H2O；
（6）设需要碳酸钠的质量为X则：
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                     44
X                      d-b
列比例式$\frac{106}{X}$=$\frac{44}{d-b}$；
解得X=$\frac{106（d-b）}{44}$；
所以试样中纯碱的质量分数的计算式为$\frac{106（d-b）}{44}$；
故答案为：$\frac{106（d-b）}{44}$；
（7）根据用一种试剂与碳酸钠反应产生沉淀，根据沉淀算出碳酸钠的质量：取一定量试样放入烧杯中，加适量蒸馏水溶解，再向烧杯中滴加足量氯化钙溶液或氯化钡溶液，将得到的沉淀过滤洗涤干燥后称量，根据方程式由沉淀质量算出碳酸钠质量，再除以样品质量，
故答案为：BaCl2（CaCl2）．

点评 本题考查了物质组成定量测定的实验方案设计和分析判断，主要考查钠及其化合物的性质应用，容易出错的地方是不设计干燥管B，忘记空气中的二氧化碳和水分也能够进入U型管中，会使结果偏大，题目难度中等．

练习册系列答案
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