Question

工业产品碳酸钠中，常混有氯化钠，测定碳酸钠质量分数的仪器装置如图所示：

供选用的试剂有：NaOH溶液、饱和石灰水、蒸馏水、浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、稀盐酸、硝酸、碱石灰、无水氯化钙、无水硫酸铜、试样（含有少量氯化钠的碳酸钠）．请回答：
（1）各有关仪器中使用的药品及作用．
A．______，作用______；
B．______，作用______；
E中装入的试剂是______．
（2）实验步骤（到得到实验数据止）：
①称量：称试样质量为m₁，装有干燥剂的球形干燥管的质量为m₂，并记录数据．
②称量实验完后干燥管质量为m₃，并记录数据．
③关闭甲弹簧夹，将分液漏斗中的稀硫酸加到装有试样广口瓶中．
④反应完全后，打开弹簧夹甲，用打气球鼓气，直至装置中的CO₂全部赶出为止．
⑤有关仪器中装上药品待用．
⑥在接球形干燥管前先检查装置的气密性．
⑦打开甲、乙弹簧夹，用打气球鼓气，以赶尽装置中的CO₂，然后接上已称量过装有吸收剂的球形干燥管．
以上实验操作的正确顺序是______．
（3）试样中含碳酸钠的质量分数是______．

Answer 1

【答案】分析：原理是利用碳酸钠与酸反应产生CO₂，通过称量CO₂的质量来计算碳酸钠的质量，进而算出碳酸钠的质量分数，为测量准确，须赶出容器中的CO₂及让反应产生的CO₂全部被吸收；不用盐酸，因盐酸易挥发．
（1）实验利用通入空气排出装置内的二氧化碳，被装置E完全吸收，空气中含有二氧化碳会影响质量测定，故应先吸收空气中的二氧化碳，且加入装置E的气体应干燥，故装置A吸收空气中的二氧化碳，装置B产生二氧化碳，装置D干燥二氧化碳；
（2）实验步骤为：先称量样品与装有干燥剂的干燥管的质量，在接球形干燥管前，先检查装置的气密性，仪器中装上药品待用，排出装置内的空气，接上已称量过装有吸收剂的球形干燥管，关闭甲弹簧夹，将加稀硫酸加到装有试样广口瓶中，反应完全后，打开弹簧夹甲，用打气球鼓气，直至装置中的CO₂全部赶出为止，称量实验完后干燥管质量为m₃，并记录数据；
（3）根据装置E的质量变化确定二氧化碳的质量，根据碳元素守恒计算样品中碳酸钠的质量，进而计算试样中含碳酸钠的质量分数是．
解答：解：原理是利用碳酸钠与酸反应产生CO₂，通过称量CO₂的质量来计算碳酸钠的质量，进而算出碳酸钠的质量分数，为测量准确，须赶出容器中的CO₂及让反应产生的CO₂全部被吸收；不用盐酸，因盐酸易挥发．
（1）A吸收空气中的二氧化碳，用NaOH溶液吸收二氧化碳；
装置B产生二氧化碳，样品与硫酸在装置B中反应；
装置E吸收二氧化碳，测定生成的二氧化碳的质量，应用碱石灰；
故答案为：NaOH溶液，吸收空气中的CO₂； 试样，产生CO₂；碱石灰；
（2）实验步骤为：先称量样品与装有干燥剂的干燥管的质量，在接球形干燥管前，先检查装置的气密性，仪器中装上药品待用，排出装置内的空气，接上已称量过装有吸收剂的球形干燥管，关闭甲弹簧夹，将加稀硫酸加到装有试样广口瓶中，反应完全后，打开弹簧夹甲，用打气球鼓气，直至装置中的CO₂全部赶出为止，称量实验完后干燥管质量为m₃，并记录数据，所以实验顺序为①⑥⑤⑦③④②；
故答案为：①⑥⑤⑦③④②；
（3）二氧化碳的质量为（m₃-m₂）g，根据碳元素守恒计算样品中碳酸钠的质量为×106g/mol=g，试样中含碳酸钠的质量分数为×100%=×100%．
故答案为：×100%．
点评：本题考查物质组成与含量的测定、对实验方案设计与装置的理解、化学计算等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．