Question

【题目】某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其碳酸钠的质量分数，设计如下实验方案：

（方案1）称取一定质量的纯碱样品（已知锥形瓶和硫酸溶液的质量190.720 g），利用左图装置测定纯碱样品的纯度，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：

	读数次数	质量（g）
锥形瓶+硫酸+试样	第1次	192.955
	第2次	192.764
	第3次	192.328
	第4次	192.075
	第5次	192.075

（1）计算纯碱样品的纯度时，必需的数据是_____________________________（填具体数据）。不必作第6次读数的原因是________________________________________________。

（2）计算纯碱样品的纯度为_________________________（保留小数后两位）。

（方案2）测定上述样品（1.15 g）中，Na2CO3质量分数的另一种方案，其操作流程如下：

（1）溶液转移至__________（填写仪器名称），操作II的名称是______________。

（2）需直接测定的物理量是____________________。

（3）测定过程中需要的仪器有电子天平．蒸发皿、酒精灯、还需要__________、__________（固定、夹持仪器除外）。

（4）在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2CO3质量分数的测定结果__________（填“偏小”、“偏大”或“不变”）

（方案3）实验装置如图：

实验步骤：

①如图连接装置并加入所需药品。

②称量并记录E的质量m1（称量时注意封闭E的两端）。

③按动鼓气球，持续约1分钟。

④连接上E。

⑤打开分液漏斗B的活塞，将稀硫酸快速加入C中后，关闭活塞。

⑥按动鼓气球，持续约1分钟。

⑦称量并记录E的质量m2（称量时注意封闭E的两端及D右端的出口）。

⑧重复步骤⑥和⑦的操作，直到球形干燥管的质量基本不变，记为m3。

⑨计算。

请填空和回答问题：

（1）C中发生反应的离子方程式为：______________________________________。B仪器的名称为__________。如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果将__________（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

（2）浓硫酸的作用是_________________，若没有D，则实验结果__________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

（3）步骤③和⑥的作用是____________________，____________________。鼓气球的速度是快速好，还是缓慢鼓入？为什么？__________________________________________。

（4）E装置的固体试剂为__________（填编号）

A．碱石灰 B．无水氯化钙 C．浓硫酸 D．生石灰

（5）步骤⑧的目的是________________________________________________。

（6）试样中纯碱样品的质量分数计算式为_____________________________________。

（7）本实验设计中若有需要改进的地方，请指出该进之处并说明原因。

_______________________________________________________________________。

（8）实验还可以用其它定量实验方法测定试样中纯碱的质量分数，请简述一种不同的定量实验方法。___________________________________________________________ 。

Answer 1

【答案】192.955 g，192.075 g 第4次和第5次的数据相同，说明反应已完全进行 94.85% 蒸发皿 蒸发浓缩 冷却后，氯化钠的质量 玻璃棒 烧杯 偏大 分液漏斗 偏高 吸收水蒸气 偏高 排出装置内的CO2 将装置内的CO2出，使其充分被E吸收 缓慢鼓入；速度快速的话，会使得部分CO2残留在装置内，无法吹出。 A 确保CO2被E吸收完全 ×100% 有；在E的右端再连接一个相同的干燥装置 ①取m1 g样品，溶于水中； ②加入过量的BaCl2溶液；③过滤，洗涤，烘干，称重，记为m2 g；④计算。

【解析】

某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其碳酸钠的质量分数，方案一根据碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳，气体散失后溶液质量发生变化，通过气体质量计算碳酸钠质量；方案二，反应后干燥蒸发，通过方程计算碳酸钠含量；方案三，用碱石灰吸收产生的二氧化碳，通过E增重计算碳酸钠的量。

方案一：（1）计算纯碱样品的纯度时，必需的数据是反应前的质量和反应终点时的质量，即192.955 g，192.075 g。不必作第6次读数的原因是第4次和第5次的数据相同，说明反应已完全进行；

（2），纯碱样品的纯度 ；

方案二（1）溶液转移至蒸发皿，操作II的名称是蒸发浓缩；

（2）需直接测定的物理量是冷却后，氯化钠的质量。

（3）测定过程中需要的仪器有电子天平．蒸发皿、酒精灯、还需要玻璃棒、烧杯；

（4）在转移溶液时，如溶液转移不完全，干燥后质量偏小，则Na2CO3质量分数的测定结果偏大；

方案3（1）C中发生反应是你碳酸钠和硫酸，离子方程式为：。B仪器的名称为分液漏斗。如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，盐酸会部分挥发，进去碱石灰，测试的结果将偏高；

（2）浓硫酸具有吸水性，作用是吸收水蒸气，若没有D，碱石灰将吸收多余的水，则实验结果偏高；

（3）步骤③和⑥的作用是排出装置内的CO2，将装置内的CO2出，使其充分被E吸收。缓慢鼓入；速度快速的话，会使得部分CO2残留在装置内，无法吹出。

（4）E装置的固体试剂为碱石灰，无水氯化钙、浓硫酸和生石灰只能吸收水。

（5）步骤⑧反复操作，目的是确保CO2被E吸收完全。

（6）试样中纯碱样品的质量分数计算式为×100%。

（7）装置E吸收反应产生的二氧化碳，但是与空气直接接触容易导致误差偏大，故有问题，应在E的右端再连接一个相同的干燥装置。

（8）实验还可以用沉淀法计算碳酸根质量，进而计算碳酸钠质量。①取m1 g样品，溶于水中； ②加入过量的BaCl2溶液；③过滤，洗涤，烘干，称重，记为m2 g；④计算。