题目内容

某工业纯碱中含有少量NaCl和NaOH.为测定其中Na2CO3的质量分数:

下面是甲、乙、丙、丁四位同学进行的实验设计和分析:
(1)甲将A、E连接,Na2CO3与稀硫酸反应生成的CO2被E中的碱石灰吸收,测定反应前后E的总质量,求出Na2CO3的质量分数.乙认为甲应在A、E之间再连接装置D,目的是
 
;
(2)丙将B、D、E连接,Na2CO3与稀硫酸完全反应后从B的导管口缓缓鼓人空气,目的是
 
.
丁认为空气中含有CO2,丙直接向B中鼓人空气会使测定结果偏高,因此,应将鼓人的空气先通过装置
 
,并且在E后还应连接F,F装置的作用是
 
.
四位同学通过讨论最终认为第(2)小组测定的数据更为准确,数据如下:
工业纯碱样品质量反应前E的总质量反应后E的总质量
5.5g43.9g46.1g
请计算,该工业纯碱中Na2CO3的质量分数为
 
%(保留两位小数).
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)根据甲的实验目的,测定反应前后E的增重即为生成二氧化碳的质量,但从A出来的气体中还含有水蒸气,所以应再连接装置D;
(2)丙将B、D、E连接,同样利用反应前后E的增重即为生成二氧化碳的质量计算Na2CO3的质量,所以要保证二氧化碳被完全吸收,据此分析;
根据该装置可以吸收空气中的二氧化碳气体选择;根据最后空气中的水份、CO2还有可能进入E使E的增重偏大来分析.
根据碳原子守恒,则CO2~Na2CO3,所以碳酸钠的物质的量为:
46.1-43.9
44
=0.05mol,则纯碱中Na2CO3的质量分数为
0.05×106
5.5
×100%=96.36%;
解答: 解:(1)根据甲的实验目的,测定反应前后E的增重即为生成二氧化碳的质量,但从A出来的气体中还含有水蒸气,所以再连接装置D是干燥CO2气体,故答案为:干燥CO2气体;
(2)丙将B、D、E连接,同样利用反应前后E的增重即为生成二氧化碳的质量计算Na2CO3的质量,所以要保证二氧化碳被完全吸收,所以从B的导管口缓缓鼓人空气,目的是将生成的CO2全部吹入E中被碱石灰吸收;
该C装置可以吸收空气中的二氧化碳气体,所以选C除去空气中含有CO2;
因为最后空气中的水份、CO2还有可能进入E使E的增重偏大,所以最终在E后还应连接F;
根据碳原子守恒,则CO2~Na2CO3,所以碳酸钠的物质的量为:
46.1-43.9
44
=0.05mol,则纯碱中Na2CO3的质量分数为
0.05×106
5.5
×100%=96.36%;
故答案为:将生成的CO2全部吹入E中被碱石灰吸收;C;防止E装置吸收空气中的水份、CO2;96.36;
点评:本题考查学生对实验原理及装置理解、对操作的评价、物质含量的测定、化学计算等,难度中等,根据物质的化学性质,要认真分析,把握实验设计的每个步骤中的实验目的.
练习册系列答案
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铁矿石的主要成分为铁的氧化物,是工业炼铁的主要原料之一,有研究性学习小组对某铁矿石中铁和氧的含量进行探究.(设铁矿石杂质不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应).
实验一:铁矿石中含铁量的测定

(1)滤液A中铁元素可能的存在形式
 
;请从以下试剂中选择最佳试剂用最简单的实验验证A中铁元素的存在形式,试剂为:
 
.
a.氯水         b.NaOH溶液       c.KSCN溶液       d.酸性KMnO4溶液
(2)步骤④中煮沸的目的是
 
.
(3)步骤⑤中用到的玻璃仪器除了玻璃棒、胶头滴管,还有
 
.
(4)下列有关步骤⑥的操作中说法不正确的是
 
.
a.滴定管用蒸馏水洗涤后再用待装液润洗
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
d.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
(5)铁矿石中铁的质量分数为
 
.
实验二:铁矿石中含氧量的测定

a.按上图组装仪器(夹持仪器均省略),检查装置的气密性;
b.将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中;
c.从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处对H2验纯后,点燃A处酒精灯;
d.充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却.
(6)装置C的作用为
 
.
(7)测得反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的质量分数为
 
.
今年5月我区举行实验技能考查,某兴趣小组的同学在帮助老师准备化学实验时,发现实验台上整齐摆放的药品中(见下图),有一试剂瓶的标签破损.为了鉴定该试剂成分,同学们做了以下探究:
提出问题:这瓶试剂的成分是什么?

讨论:根据受损标签及实验室药品分类摆放的原则,这瓶试剂可能不是
 
;
A.酸          B.碱           C.盐
猜想:①可能是NaOH溶液;
②可能是Na2CO3溶液;
③可能是
 
(写一种).
探究活动:
(1)小军取少量试样于小试管中,滴加酚酞试液,溶液变为红色.由此小军认为猜想①正确.
经同学们交流讨论后,一致认为小军的方案不可行,理由是
 
.
(2)小华同学认为,虽然小军的实验不能得到正确的结论,但只要再往溶液中滴加一种氯化物溶液,同样能得出正确的结论.
操作步骤实验现象实验结论
取少量滴有酚酞试液的试样于小试管中,滴加足量的
 
溶液由红色褪为无色
且有白色沉淀产生
猜想②正确
(3)小亮发现要进一步确定(1)中的成分,只需选择上图已有的试剂就能把它鉴定出来.于是他们进行了如下实验.
操作步骤实验现象结论及化学方程式
取少量试样于小试管中,滴加适量的
 
 
猜想②正确
有关化学方程式
 
实验反思:实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,其原因是:NaOH与玻璃中的SiO2发生反应,其化学方程式为2NaOH+SiO2=X+H2O,产物X使瓶口与塞子粘合在一起.试推测X的化学式为
 
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