Question

3．工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用，但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠．某科学学习小组同学要测定工业烧碱样品纯度，进行了如下实验：
【原理思路】利用Na₂CO₃与足量稀HCl反应产生CO₂，通过对CO₂质量的测定，确定样品中碳酸钠的质量，从而计算样品的纯度．
【实验方案】小科同学根据以上思路，设计了如图的实验方案（固定装置省略，装置气密性良好，每步反应或作用都是完全的），装置中通过对a、b、c三个弹簧夹的控制，在样品与稀盐酸反应前和停止反应后，都通入过量的空气．

【分析计算】实验前加入样品10g，溶于50g水中，通入过量空气后加入稀盐酸50g，充分反应后，通入过量的空气，测得D装置反应前后增加的质量为2.2g，求：工业烧碱样品中氢氧化钠的质量分数？
【反思与交流】小明认为上述实验方案的设计还有一点缺陷，若按该方案进行测定CO₂质量还会产生误差．为减少误差，使CO₂质量的测定更准确，小组同学经过讨论，认为应该在BC之间增加一个装饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶（饱和碳酸氢钠溶液可以吸收二氧化碳中混有的氯化氢气体）．小组中有个别同学提出不同意见，认为该实验没必要对实验装置进行改进，只要利用Na₂CO₃与足量稀硫酸反应即可解决问题．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，D装置反应前后增加的质量为2.2g，就是二氧化碳的质量，即可求得碳酸钠的质量，进而求出氢氧化钠的质量分数；
（2）根据饱和碳酸氢钠溶液可以吸收二氧化碳中混有的氯化氢气体需要在浓硫酸除去水蒸气之前，以及稀硫酸不具有挥发性，可以将稀盐酸换成稀硫酸即可解决问题．

解答 解：（1）生成二氧化碳的质量为2.2g，设样品中含有碳酸钠质量为x，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
 106                   44
 x                      2.2g
  $\frac{106}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
   x=5.3g
所以工业烧碱样品中氢氧化钠的质量分数为：$\frac{10g-5.3g}{10g}$×100%=47%；
（2）饱和碳酸氢钠溶液可以吸收二氧化碳中混有的氯化氢气体需要在浓硫酸除去水蒸气之前，所以应该在BC之间增加一个装饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，稀硫酸不具有挥发性，可以将稀盐酸换成稀硫酸即可解决问题．
故答案为：（1）47%；
（2）BC，稀硫酸．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的提示进行解答．