题目内容

过碳酸钠（Na2CO4）跟稀硫酸反应的化学方程式如下：2Na2CO4+2H2SO4═2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O，今取a g某过碳酸钠固体样品，欲利用上述反应测定其质量分数w（Na2CO4），下图为可供选择的实验仪器示意图．

某学生已将上述仪器组合成下列A、B、C、D四套实验装置，这四套实验装置所含的仪器编号为
装置名称ABCD
仪器编号①②③⑥④⑤⑦⑧①②③⑨⑩②④⑦⑧
假设实验中所采集到的数据均已折算到标准状况，请回答下列问题：
（1）若该样品中含有少量碳酸钠、氯化钠杂质，则测定时应在以上A、B、C、D四套装置中选用
 
，该装置中各仪器的连接顺序（从左到右）应当是
 
（填仪器编号）；在实验中除测得样品的质量为a g外，在实验中还需直接测定什么数据？
 
．若该数据用符号b表示，则可用含a、b的代数式表示w（Na2CO4）的计算公式为
 
．
（2）若该样品中含有少量过氧化钠、氯化钠杂质（过氧化钠可和水反应生成氧气），则测定时应在以上A、B、C、D四套装置中选用
 
，该装置中各仪器的连接顺序（从左到右）应当是
 
（填仪器编号）；指出该装置中最左侧仪器在实验中的作用
 
；指出该装置最右侧的仪器在实验中的作用
 
；在实验中除测得样品的质量为a g外，在实验中还需直接测定什么数据？
 
．若该数据用称号c表示，则可用含a、c的代数式表示w（Na2CO4）的计算公式为
 
．
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）若该样品中含有少量碳酸钠、氯化钠杂质，选择④⑤⑦⑧装置，连接顺序是在⑤中加入样品，分液漏斗中是酸溶液，过碳酸钠（Na2CO4）跟稀硫酸反应生成二氧化碳和氧气，滴入样品碳酸钠反应生成二氧化碳气体，通过装置⑧除去二氧化碳气体，利用排水法测定氧气的体积，来计算过碳酸钠质量分数；
（2）若该样品中含有少量过氧化钠、氯化钠杂质（过氧化钠可和水反应生成氧气），则测定时应在以上A、B、C、D四套装置中选用C，用碱石灰吸收二氧化碳，根据二氧化碳的质量可确定含量，但空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大，应在②后面连接⑨，防止空气中的水、二氧化碳进入②，且使装置内气体全部被吸收，应通氮气，以减少误差，装置中最左侧仪器在实验中的作用排净装置内空气，将反应生成的CO2全部驱入吸收装置中，装置最右侧的仪器在实验中的作用防止空气中的二氧化碳进入②中；测定装置②质量变化，结合化学方程式计算得到．
解答： 解：（1）若该样品中含有少量碳酸钠、氯化钠杂质，选择④⑤⑦⑧装置，连接顺序是在⑤中加入样品，分液漏斗中是酸溶液，过碳酸钠（Na2CO4）跟稀硫酸反应生成二氧化碳和氧气，滴入样品碳酸钠反应生成二氧化碳气体，通过装置⑧除去二氧化碳气体，利用排水法测定氧气的体积为b，来计算过碳酸钠质量分数，正确的顺序为⑤⑧⑦④；
2Na2CO4+2H2SO4═2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O
2                              1
n                             
b
22.4
mol
n=
b
11.2
mol
过碳酸钠质量分数=
b
11.2
mol×122g/mol
ag
×100%=
305b
28a
×100%；
故答案为：B；⑤⑧⑦④；量筒中排出的水的体积；
305b
28a
×100%；
（2）若该样品中含有少量过氧化钠、氯化钠杂质（过氧化钠可和水反应生成氧气），需要选择装置①②③⑨⑩，测定时应在以上A、B、C、D四套装置中选用C，用碱石灰吸收二氧化碳，根据二氧化碳的质量可确定含量，但空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大，应在②后面连接⑨，防止空气中的水、二氧化碳进入②，且使装置内气体全部被吸收，应通氮气，以减少误差，装置中最左侧仪器为⑩，在一为反应开始前排净装置内空气，二为将反应生成的CO2全部驱入吸收装置中；⑨的作用是防止空气中的二氧化碳进入②中，装置最右侧的仪器在实验中的作用防止空气中的二氧化碳进入②中；测定装置②质量变化为 c，结合化学方程式计算得到；
2Na2CO4+2H2SO4═2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O
2                        2
n                        
c
44
mol
n=
c
44
mol
过碳酸钠质量分数=
c
44
mol×122g/mol
ag
×100%=
61c
22a
×100%；
故答案为：C；⑩①③②⑨；⑩作用有二，一为反应开始前排净装置内空气，二为将反应生成的CO2全部驱入吸收装置中；⑨的作用是防止空气中的二氧化碳进入②中；反应前后仪器②增加的质量； 
61c
22a
．
点评：本题考查了物质实验探究的分析判断，物质性质的理解应用没化学反应定量关系的计算分析，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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．
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已知：
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ii．
iii．
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（1）B→C的反应类型是
 
、E→G的反应类型是
 
．
（2）C→D反应的化学方程式是
 
．
（3）E的结构中有两种氢原子，E→G反应的化学方程式是
 
．
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．
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．
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．
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．
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．
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（1）A的名称是
 
；C能发生银镜反应，则C分子中含氧官能团的名称是
 
．
（2）①和②的反应类型分别是
 
、
 
．
（3）E的结构简式是
 
，试剂a的分子式是
 
．
（4）C→D的化学方程式是
 
．
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种．
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．
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．
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．
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．
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．

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