Question

3．已知某化工厂制得的Na₂CO₃（俗称：纯碱）粗产品中含有杂质氯化钠，为了测定粗产品中纯碱的纯度，进行了如图装置的实验：
    其中E装置中的饱和NaHCO₃溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢；发生的反应为NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．

①连接好装置，检查气密性；将20g粗产品放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液；
②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；
③称量 G的质量；
④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸直至D中无气泡冒出；
⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；
⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为4.8g．
请回答下列问题
（1）写出仪器①的名称锥形瓶；F中的试剂应为浓硫酸．
（2）B装置的作用是除去空气中的二氧化碳，B装置中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）在步骤②中，A处缓缓通入一段时间空气的目的是排出装置中空气．
（4）若没有H装置，测定的Na₂CO₃的质量分数会偏大（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
（5）该兴趣小组指导老师认为该方案有些不合理，指导同学们更换了共中的一种试剂并去掉了一个装置后实验得到了改善，并测得20.0g粗产品只能产生4.4gCO₂．你认为更换后的试剂是稀硫酸．原实验中实验值4.8g比正确值4.4g偏大的原因是（假设操作均正确）浓盐酸有挥发性，产生二氧化碳中含HCl气体与碳酸氢钠溶液反应又生成了二氧化碳．数据计算：根据正确值4.4g求得了样品中Na₂CO₃的质量分数．

Answer 1

分析 可以根据物质之间相互作用时的实验现象判断物质的组成，考虑氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，考虑浓盐酸挥发出的氯化氢，进行分析；根据化学方程式进行相关方面的计算．

解答 解：（1）仪器①的名称锥形瓶；因为浓硫酸能吸收水蒸气，故F中的试剂应为浓硫酸；
（2）氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，故B装置中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）向A装置中通入气体可以将装置中的气体排净，防止干扰实验现象及结论；
（4）H装置能防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入G装置，若没有H装置，则测定的二氧化碳值偏高，计算出的质量分数偏大；
（5）装置D中浓盐酸挥发出的氯化氢与装置E中NaHCO₃反应产生二氧化碳，使二氧化碳的值偏大，为了使实验结果更准确防止干扰，可以把浓盐酸换成稀硫酸，
设碳酸钠的质量为x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                    4.4g
则$\frac{106}{44}=\frac{x}{4.4g}$，解得：x=10.6g．
碳酸钠的质量分数为：$\frac{10.6g}{20.0g}$×100%=53%．
答：碳酸钠的质量分数是53%．
故答案为：
（1）锥形瓶； 浓硫酸．
（2）除去空气中的二氧化碳，2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）排出装置中空气．（4）偏大．
（5）稀硫酸．浓盐酸有挥发性，产生二氧化碳中含HCl气体与碳酸氢钠溶液反应又生成了二氧化碳．53%．

点评 本题主要考查了化学方程式的书写、根据化学方程式计算、判断物质的组成等方面的问题．