Question

实验室有NH₄HCO₃和NaHSO₃的干燥粉状混合物，某兴趣小组为测定其中NH₄HCO₃的含量，设计了用在混合物中加酸的实验方法来测定其质量分数．回答以下问题：
（1）化学小组主要选用了下列药品和仪器进行实验．（图中每种仪器装置只选用了一次，铁架台等固定仪器未画出）请按气流由左向右的方向，仪器连接顺序是（填仪器的接口字母a、b…）a→

 

→

 

→

 

→

 

→f→g→

 

→

 

．
（2）实验开始，混合物加酸前，A装置需要鼓入空气，作用是

 

；加酸后A装置再次鼓入空气的作用是

 

．
（3）E装置的作用是

 

．
（4）实验中，若C瓶中溶液褪色，则测定结果可能会偏

 

（填“高”或“低”）．为了确保实验中C瓶溶液不褪色，若取样品的质量为m g，实验前 E中所装 a mol?L^-1的KMnO₄溶液体积（V）不少于

 

 mL．
（5）若混合物样品质量为13.1g，充分作用后碱石灰增重4.4g，则混合物中NH₄HCO₃的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）本题实验原理是向混合物中加酸产生二氧化碳和二氧化硫气体，用高锰酸钾溶液除去二氧化硫，然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽，接着将气体通过浓硫酸干燥，最后用碱石灰吸收二氧化碳气体，碱石灰增加的质量即为二氧化碳气体的质量；
（2）实验开始，混合物加酸前，A装置需要鼓入空气目的是排出系统中的二氧化碳气体，加酸后再次鼓入空气的作用是使生成的气体全部进入后续装置；
（3）高锰酸钾溶液的作用是吸收二氧化硫气体；
（4）若品红溶液褪色，说明二氧化硫气体没有除尽，将被碱石灰吸收，所以碱石灰质量将偏大，再根据实验原理分析，根据二氧化硫和高锰酸钾之间的关系式计算；
（5）碱石灰增重4.4g，二氧化碳物质的量为0.1mol，由碳元素守恒，碳酸氢铵物质的量也为0.1mol，碳酸氢铵质量为7.9g，最后求出NH₄HCO₃的质量分数．

解答： 解：（1）本题实验原理是向混合物中加酸产生二氧化碳和二氧化硫气体，用高锰酸钾溶液除去二氧化硫，然后通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽，接着将气体通过浓硫酸干燥，最后用碱石灰吸收二氧化碳气体，碱石灰增加的质量即为二氧化碳气体的质量．

m 104 ×2÷5

amol/L

以装置连接顺序是aihdefgbc，
故答案为：i；h；d；e；b；c；
（2）实验开始，混合物加酸前，A装置需要鼓入空气目的是排出系统中的二氧化碳气体，加酸后再次鼓入空气的作用是使生成的气体全部进入后续装置，
故答案为：排出装置中原有空气；将生成的气体全部送入后续装置；
（3）高锰酸钾溶液的作用是吸收二氧化硫气体，防止二氧化硫对测定结果的影响，故答案为：吸收二氧化硫气体，防止二氧化硫对测定结果的影响；
（4）若品红溶液褪色，说明二氧化硫气体没有除尽，将被碱石灰吸收，所以碱石灰质量将偏大，根据实验原理分析可知二氧化碳气体的质量偏大，则混合物中NH₄HCO₃偏大，测定结果将偏高；
高锰酸钾溶液有强氧化性，能将二氧化硫氧化生成硫酸根离子，反应方程式为：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄，假设样品全部是亚硫酸氢钠，根据硫原子守恒得二氧化硫的物质的量=

m

104

，根据二氧化硫和高锰酸钾之间的关系式得，高锰酸钾的体积=

m 104 ×2÷5

amol/L

=

50m

13a

，
故答案为：高；

50m

13a

；
（5）碱石灰增重4.4g，即二氧化碳物质的量为0.1mol，由碳元素守恒，碳酸氢铵物质的量也为0.1mol，碳酸氢铵质量为7.9g，NH₄HCO₃的质量分数为

7.9g

13.1g

×100%=60.3%，故答案为：60.3%．

点评：本题主要目的是测定二氧化碳气体的质量，但二氧化硫也能被碱石灰吸收，所以在吸收二氧化碳气体前应将二氧化硫气体除尽，除去二氧化硫气体一般用酸性高锰酸钾溶液或溴水，再用品红溶液检验二氧化硫气体是否除尽．