Question

13．实验室有NH₄HCO₃和NaHSO₃的混合物，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．（已知酸性KMnO₄被SO₂还原的反应原理：SO₂+MnO₄^-+H₂O→SO₄^2-+Mn²⁺+H⁺）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→i→h→d→e→f→g→b→c．
（2）实验开始，混合物加酸前，A装置需要鼓入空气，作用是排出装置中原有空气；加酸后A装置再次鼓入空气的作用是将生成的气体全部送入后续装置．
（3）E装置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．
（4）实验中若E瓶中溶液褪色，则测定结果可能会偏高．（填高或低）
（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60.3%．

Answer 1

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；
（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，所以装置连接顺序是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，
故答案为：高；
（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$\frac{7.9g}{13.1g}$×100%=60.3%，
故答案为：60.3%．

点评 本题主要元素化合物性质、化学工艺流程、基本操作与方案设计、数据分析与处理等，难度中等，是对所学知识的综合利用，为高考常见题型，对学生综合分析问题的能力有一定的要求．