Question

8．某纯碱样品中含有少量氯化钠．为测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），设计了如下实验：
【设计实验方案】实验装置 （如图所示，固定装置略去）：

需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后两次测定C装置（包含NaOH固体）的质量．
其目的是计算反应生成二氧化碳的质量，进一步计算碳酸钠的纯度．
（1）A装置中反应化学方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
判断样品中的碳酸钠已完全反应的方法是不再产生气泡．
（2）B装置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸气；
C装置中的化学方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
【交流与表达】
（3）其中会导致纯碱的纯度偏高的是②（填序号）．
①A、B装置中残留的CO₂ 气体未被装置C中的NaOH 吸收
②C装置中的氢氧化钠固体吸收了装置外空气中的水分和二氧化碳
【反思与评价】
（4）不能用浓盐酸代替稀硫酸理由是浓盐酸易挥发．
（5）若测定纯碱样品的质量为W g，第一次测定C装置的质量为M g，第二次测定C装置的质量为N g，则该实验测定纯碱样品中纯碱的纯度为$\frac{10600（N-M）}{44W}$%．（用字母表示）

Answer 1

分析 【设计实验方案】实验前后两次测定C装置（包含NaOH固体）的质量，质量差是碳酸钠和稀硫酸反应生成二氧化碳的质量；
（1）碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳；
（2）B装置的作用是吸收水蒸气；
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
（3）①A、B装置中残留的CO₂ 气体未被装置C中的NaOH吸收时，会导致测定的碳酸钠质量分数偏低；
②C装置中的氢氧化钠固体吸收了装置外空气中的水分和二氧化碳，会导致测定的碳酸钠质量分数偏高；
（4）不能否用浓盐酸代替稀硫酸理由是浓盐酸易挥发；
（5）根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：【设计实验方案】需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后两次测定C装置（包含NaOH固体）的质量，其目的是计算反应生成二氧化碳的质量，进一步计算碳酸钠的纯度．
故填：计算反应生成二氧化碳的质量，进一步计算碳酸钠的纯度．
（1）A装置中碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，反应化学方程式是：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
判断样品中的碳酸钠已完全反应的方法是不再产生气泡．
故填：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；不再产生气泡．
（2）B装置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸气；
C装置中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：吸收二氧化碳中的水蒸气； 2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）①A、B装置中残留的CO₂ 气体未被装置C中的NaOH吸收时，会导致测定的碳酸钠质量分数偏低；
②C装置中的氢氧化钠固体吸收了装置外空气中的水分和二氧化碳，会导致测定的碳酸钠质量分数偏高．
故选：②．
（4）不能否用浓盐酸代替稀硫酸理由是浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢能被氢氧化钠吸收，导致测定结果偏大．
故填：浓盐酸易挥发．
（5）设样品中碳酸钠质量为x，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106                                          44
x                                       （N-M）g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{（N-M）g}$，
x=$\frac{106}{44}$ （N-M）g，
则该实验测定纯碱样品中纯碱的纯度为：$\frac{106（N-M）g}{44Wg}$×100%=$\frac{10600（N-M）}{44W}$%，
故填：$\frac{10600（N-M）}{44W}$%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．