Question

某纯碱Na₂CO₃样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）．

实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；
③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；
④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g．试回答：
（1）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果

 

（填“偏大”或“偏小”）；
（2）鼓入空气的目的是

 

，装置A中试剂X应选用

 

；
（3）若没有C装置，则会导致测定结果

 

（填“偏大”或“偏小”）；
（4）E装置的作用是

 

；
（5）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na₂CO₃的质量分数为

 

（计算结果保留一位小数）．

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）分析反应放出的气体速率过快对测定结果产生的影响；
（2）根据装置的特点分析鼓入空气的目的以及装置A中试剂的选择；
（3）浓硫酸具有吸水性，常做气体的干燥剂，据此回答判断；
（4）碱石灰可以吸收水以及二氧化碳，据此回答判断；
（5）根据实验前后装置D的质量变化可以计算二氧化碳的质量，进而确定氯化钠的质量分数．

解答： 解：（1）反应过快会使产生的气体二氧化碳没能完全被D装置中碱石灰吸收，快速鼓入空气，也会使装置内残留二氧化碳不能被D装置碱石灰完全吸收，二氧化碳偏小，测定结果偏小，故答案为：偏小；
（2）由题意可知我们是通过测定二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数的，所以要排除空气中的二氧化碳干扰实验结果，而在A中装了碱性溶液来吸收空气中的二氧化碳，故装置A中试剂可选用NaOH；故答案为：将装置内残留的二氧化碳全部排出，达到精确测量的目的；氢氧化钠溶液；
（3）浓硫酸具有吸水性，在C装置中吸收由B装置排出气体中混有的水蒸气，若少了此装置则会使气体中的水蒸气被D装置中碱石灰吸收，而使测定质量偏大，故答案为：偏大；
（4）如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的水蒸气和二氧化碳会进入D装置而对测定结果产生影响，所以装置E的作用则是防止空气中水蒸气和二氧化碳进入装置D中，故答案为：防止空气中CO₂和水蒸气进入D的干燥管中；
（5）反应中放出二氧化碳的质量为：85.6g-83.4g=2.2g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
106g                    44g
m                       2.2g
m=

106g×2.2g

44g

=5.3g，纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：

5.3g

6g

×100%=88.3%，故答案为：88.3%．

点评：本题主要考查碳酸钠纯度的测定，通过本题我们要知道在完成实验时要尽可能的排除可能对实验结果产生影响的因素，例如本题中空气中二氧化碳对实验结果的影响，水蒸气的影响等，难度不大．