Question

11．实验室现有一些NaHCO₃、NaHSO₃和（NH₄）₂SO₄的干燥粉状混合物、某化学兴趣小组为测定其中NaHCO₃的含量．设计了如下的实验方案：试回答以下问题：
（1）化学兴趣小组主要选用了下列药品和仪器进行实验（图中每种仪器或装置限用一次，铁架台等夹持仪器未画出）．

按照气流由左向右的方向，仪器的连接顺序为（填仪器的接口字母a、b…）
a→i→h→d→e→f→g→b→c．
（2）实验开始，混合物加酸前，需要向A装置鼓入一段时间的空气，其作用是排出装置中原有空气；加酸反应以后，还要再次向A装置鼓入一段时间的空气，其作用是将生成的气体全部送入后续装置．
（3）实验中，E装置的作用是吸收二氧化硫气体．
（4）实验中，若C瓶中溶液褪色，则测定结果可能会偏高（填“高”或“低”）．
（5）实验时称得混合物样品质量为mg，装置B反应前的质量为a g，反应后质量为b g，则混合物中NaHCO₃的质量分数为$\frac{21（b-a）}{11m}×100%$（用含m、a、b的式子表示）．
（6）从定量测定的准确性考虑，该套装置还应作进一步的改进是在B之后再接一个阻止空气中水和二氧化碳进入B的装置．

Answer 1

分析 （1）本题实验原理是向混合物中加酸产生二氧化碳和二氧化硫气体，用高锰酸钾溶液除去二氧化硫，然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽，接着将气体通过浓硫酸干燥，最后用碱石灰吸收二氧化碳气体，碱石灰增加的质量即为二氧化碳气体的质量；
（2）实验开始，混合物加酸前，A装置需要鼓入空气目的是排出系统中的二氧化碳气体，加酸后再次鼓入空气的作用是使生成的气体全部进入后续装置；
（3）高锰酸钾溶液的作用是吸收二氧化硫气体；
（4）若品红溶液褪色，说明二氧化硫气体没有除尽，将被碱石灰吸收，所以碱石灰质量将偏大，再根据实验原理分析；
（5）碱石灰增重（b-a）g，二氧化碳物质的量为$\frac{b-a}{44}$mol，由碳元素守恒，碳酸氢钠物质的量也为$\frac{b-a}{44}$mol，碳酸氢钠质量为$\frac{84（b-a）}{44}$g，
最后求出混合物中NaHCO₃的质量分数；
（6）碱石灰能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气．

解答 解：（1）本题实验原理是向混合物中加酸产生二氧化碳和二氧化硫气体，用高锰酸钾溶液除去二氧化硫，然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽，接着将气体通过浓硫酸干燥，最后用碱石灰吸收二氧化碳气体，碱石灰增加的质量即为二氧化碳气体的质量．所以装置连接顺序是aihdefgbc，故答案为：i h d e b c；
（2）实验开始，混合物加酸前，A装置需要鼓入空气目的是排出系统中的二氧化碳气体，加酸后再次鼓入空气的作用是使生成的气体全部进入后续装置．故答案为：排出装置中原有空气；将生成的气体全部送入后续装置；
（3）高锰酸钾溶液的作用是吸收二氧化硫气体，故答案为：吸收二氧化硫气体；
（4）若品红溶液褪色，说明二氧化硫气体没有除尽，将被碱石灰吸收，所以碱石灰质量将偏大，根据实验原理分析可知二氧化碳气体的质量偏大，则混合物中NaHCO₃偏大，测定结果将偏高．故答案为：高；
（5）碱石灰增重（b-a）g，二氧化碳物质的量为$\frac{b-a}{44}$mol，由碳元素守恒，碳酸氢钠物质的量也为$\frac{b-a}{44}$mol，碳酸氢钠质量为$\frac{84（b-a）}{44}$g，
NaHCO₃的质量分数为：$\frac{\frac{84（b-a）}{44}}{m}×100%$=$\frac{21（b-a）}{11m}×100%$，故答案为：$\frac{21（b-a）}{11m}×100%$；
（6）碱石灰与大气相通，碱石灰能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，所以应在碱石灰后面再连接一个装有碱石灰的装置．故答案为：在B之后再接一个阻止空气中水和二氧化碳进入B的装置．

点评 本题主要目的是测定二氧化碳气体的质量，但二氧化硫也能被碱石灰吸收，所以在吸收二氧化碳气体前应将二氧化硫气体除尽，除去二氧化硫气体一般用酸性高锰酸钾溶液或溴水，再用品红溶液检验二氧化硫气体是否除尽．