Question

15．某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验：
【设计实验方案】
实验装置（如图2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、后装置（包括氢氧化钠固体）的总质量．
（1）A装置中反应的化学方程式为 Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，正确操作是逐滴滴加稀硫酸直至不再产生气泡为止；
（2）B装置的作用是除去水蒸气；
（3）小明认为，在装置D中应再连接一个装氢氧化钠固体的球形管，你认为他的理由是C中的氢氧化钠会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳
【交流与表达】
（4）有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是AB装置中残留反应产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收 
（5）为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与A装置连接（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入足量空气．
①反应前，断开B、C装置之间的连接，用图1装置鼓入空气的作用是用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气；
②反应后，用图1装置鼓入空气的作用是用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体；
用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体
③在A装置中的反应发生时，开关R处于关闭状态．
避免图1装置吸收反应产生的部分二氧化碳气体
【数据处理】
（6）称得的纯碱样品质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度为98.1% 98.1%（计算结果保留小数点后一位）．

Answer 1

分析 （1）根据反应的实验现象判断是否反应完全；
（2）根据浓硫酸的吸水性分析；
（3）根据实验要求的严密性来分析；
（4）根据反应结束后装置内残留二氧化碳考虑；
（6）根据C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量算出碳酸钠的质量，再除以样品的质量乘以百分之百即可．

解答 解：（1）因为该反应有气泡产生，没有气泡产生了，说明反应完了；故填：不再产生气泡为止；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸气；故填：除去水蒸气；
（3）C中的氢氧化钠会吸收空气中的水蒸气与二氧化碳，造成实验结果偏大，故填：C中的氢氧化钠会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳；
（4）反应结束后在AB装置中会残留反应生成的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收，导致二氧化碳质量减少，结果会偏小；故填：AB装置中残留反应产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收；
（6）C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为：79.6g-75.2g=4.4g，设要生成4.4g二氧化碳需要碳酸钠质量为X则：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                       4.4g
$\frac{106}{44}=\frac{X}{4.4g}$
解得X=10.6g，纯碱的纯度为$\frac{10.6g}{10.8g}$×100%=98.1%．
故填：98.1%．

点评 此题是一道实验探究综合题，充分的展示了化学知识的方方面面，该题综合性强难度较大，对训练学生良好地思维品质以及知识的严密性有较好的帮助．