Question

3．工业生产的氢氧化钠常含有碳酸钠杂质．为测定某样品中氢氧化钠纯度，设计以下实验．（装置气密性良好，每一步骤反应完全，浓H₂SO₄具有吸水性）
【实验设计】

【实验过程】
（1）打开弹簧夹a，先对装置A、B、C（已连接）通入空气一会儿，其目的是除去空气的二氧化碳，再关闭弹簧夹a．
（2）接上装置D和E，打开弹簧夹c（填操作），把硫酸滴入样品中．
（3）反应结束后，待装置冷却后直接称量装置D （填字母序号）．根据该装置在反应前后的质量差得到CO₂的质量，由此计算出该样品中碳酸钠的质量，最后得到样品中氢氧化钠纯度．
（4）如果称量样品的质量为m，该装置在反应前后质量差为n，列式表示样品中氢氧化钠纯度为$（1-\frac{106n}{{m}^{2}}）×100%$．
【数据分析】
最后计算得到样品中氢氧化钠纯度比实际数据偏大，反思整个实验过程，造成误差可能的原因B、C装置和导气管中CO₂没有被D碱石灰吸收．

Answer 1

分析 【实验过程】
（1）根据空气中含有二氧化碳进行解答；
（2）根据实验操作解答；
（3）根据装置D的作用解答；
（4）根据质量守恒定律可知装置D中反应前后的质量差就是产生CO₂的质量进行解答；
【数据分析】根据造成实验误差的因素解答即可．

解答 解：【实验过程】
（1）空气中含有二氧化碳，所以打开弹簧夹a，先对装置A、B、C（已连接）通入空气一会儿，以除去空气中CO₂，故填：除去空气中的二氧化碳；
（2）接上装置D和E，打开弹簧夹c，把硫酸滴入样品中，故填：打开弹簧夹c；
（3）D中盛有的是氢氧化钠溶液，用于吸收二氧化碳，故待装置冷却后直接称量装置D的质量，故填：D；
（4）由质量守恒定律可知装置D中反应前后的质量差就是产生CO₂的质量，设碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                                         n
$\frac{106}{x}=\frac{44}{n}$
x=$\frac{106n}{m}$；
样品中氢氧化钠纯度为：$（1-\frac{106n}{{m}^{2}}）×100%$，故填：$（1-\frac{106n}{{m}^{2}}）×100%$；
【数据分析】
由质量守恒定律可知装置D中反应前后的质量差就是产生CO₂的质量，如果B、C装置和导气管中CO₂没有被D碱石灰吸收，计算得到样品中氢氧化钠纯度比实际数据偏大．故填：B、C装置和导气管中CO₂没有被D碱石灰吸收．

点评 本题将计算和实验有机地结合起来进行考查，通过认真审题，结合题干中已给出一系列的提示，根据提出的问题，发现有用的信息，充分发挥联想，与已有的知识建立联系，然后进行类比推导，从而达到解决问题的目的．