Question

Na₂CO₃是一种重要的化工原料，某学生甲拟在实验室中测量Na₂CO₃的纯度。他利用图1中给出的仪器设计了如图2所示的装置（本题装置图中所用塞子均未画出；杂质不参与反应），其中M容器中盛有Na₂CO₃样品10.0 g，分液漏斗盛有稀硫酸，N容器内为碱石灰固体。他利用碱石灰的增重来求算Na₂CO₃的纯度。
   
图1　　　　　　　　　　　　　　　   图2
（1）学生乙认为，按学生甲设计的装置进行实验，存在明显缺陷，其中导致测定结果偏低的是__________。
（2）学生乙对学生甲设计的实验装置进行了完善（如图3）。实验室中可供选择的药品：Zn、浓硫酸、稀硫酸、NaOH溶液、碱石灰、CaCO₃、水。请回答下列问题：

图3
①B、D虚框内是否需要添加装置，若需要，在相应虚框内画出装置图（并注明药品）；若不需要，在相应虚框内打“×”；
②A装置中分液漏斗内液体为__________；U形管内药品为__________；装置F的作用为__________；
③如果B、D内部不设计任何装置而直接连通ACE，则实验结果将__________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）；
④如果实验后E装置质量增重3.96 g，则该Na₂CO₃试样的纯度为__________。

Answer 1

（1）M中残留CO₂未能被吸收
（2）①

②稀硫酸　Zn　吸收空气中CO₂和水蒸气　③偏高　④95.4%

（1）甲同学设计装置明显缺陷为CO₂不能完全被碱石灰吸收，故残留在M中的CO₂不能被吸收，可导致测定结果偏低。
（2）②A装置作用为产生H₂，从而将C中CO₂排入E被吸收，故A中分液漏斗内液体为稀硫酸，U形管内为Zn。F装置作用为吸收空气中的CO₂和水蒸气，防止进入E装置。
③B装置作用为干燥氢气，D装置作用为干燥CO₂，若无B、D装置，则E中质量增加偏大，故结果偏大。
④n（CO₂）="0.09" mol，m（Na₂CO₃）="9.54" g，Na₂CO₃试样纯度为×100%=95.4%。