Question

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，并检查装置的气密性
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c g
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g
请填空和回答问题：
（1）装置中干燥管B的作用是______．
（2）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______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
（3）步骤⑤的目的是______．
（4）步骤⑦的目的是______．
（5）该试样中纯碱的质量分数的计算式为______．

Answer 1

解：（1）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和水汽进入U型管中；
（2）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；
（3）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；
（4）直到U型管的质量基本不变，说明二氧化碳已经被全部排到U型管中；
故答案为：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）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：
解得X=；
所以试样中纯碱的质量分数的计算式为×100%；
分析：（1）根据测定混合物中的碳酸钠，是准确测定和酸反应生成的二氧化碳气体的量，避免空气中的二氧化碳进入考虑；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；
（2）根据盐酸的挥发性考虑；
（3）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；
（4）就是为了将二氧化碳全部赶过去；
（5）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．
点评：本题考查了物质定量测定的实验方法测定和物质性质应用，本实验的装置连接顺序非常严密，最前面的氢氧化钠溶液是为了防止空气中的二氧化碳进入装置，最后面的碱石灰也是为了防止空气中的二氧化碳进入装置．