Question

工業(yè)純堿中常含有NaCl、Na₂SO₄等雜質(zhì)，可用下圖裝置測(cè)定工業(yè)純堿中有效成分的含量．
實(shí)驗(yàn)過(guò)程的主要步驟是：
①準(zhǔn)確稱(chēng)取干燥試樣x g（x＞2），放入廣口瓶C中；②準(zhǔn)確稱(chēng)量裝有堿石灰（可吸收CO₂）的干燥管的質(zhì)量y g；③從分液漏斗中緩緩注入稀H₂SO₄，至不再產(chǎn)生氣體為止；④緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘；然后將干燥管卸下，準(zhǔn)確稱(chēng)量其質(zhì)量z g．
請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
（1）裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______．
（2）裝置A的作用是________，如果不用裝置A，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏________（填“大”、“小”或“不變”，下同）．
（3）裝置B的作用是________，如果不用裝置B，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏________．
（4）第④步中緩緩?fù)ㄈ肟諝獾淖饔檬莀_______，如果不通入空氣，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏________．
（5）試樣中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為_(kāi)_______．
（6）現(xiàn)有26.5gNa₂CO₃和NaCl的混合物，向其中加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸109.5g，充分反應(yīng)后，再加入密度為1g/cm³、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液40mL，此時(shí)恰好完全反應(yīng)，所得溶液的pH為7．試求：
①原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
②所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

解：（1）反應(yīng)物是碳酸鈉和硫酸，生成物是硫酸鈉、水、二氧化碳，利用觀察法配平即可，二氧化碳后面標(biāo)上上升符號(hào)；
（2）用氫氧化鈉溶液來(lái)吸收空氣中二氧化碳防止二氧化碳進(jìn)入堿石灰中影響實(shí)驗(yàn)效果；
（3）濃硫酸具有吸水性所以是用來(lái)干燥二氧化碳的；如果不用濃硫酸，就會(huì)將二氧化碳中的水分誤認(rèn)為是二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏大，算出來(lái)的碳酸鈉質(zhì)量也偏大，故結(jié)果偏大；
（4）由于反應(yīng)完了廣口瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空氣就是將殘留的二氧化碳完全排入堿石灰中；
（5）設(shè)需要碳酸鈉的質(zhì)量為R
則：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
R z-y
列比例式：
解得R=
所以試樣中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為×100%；

（6）解：設(shè)與NaOH溶液反應(yīng)所需鹽酸的質(zhì)量為x，同時(shí)生成NaCl的質(zhì)量為y₁．
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40 36.5 58.5
40mL×1g/mL×10% x×10% y₁
=，x=36.5g
=，y₁=5.85g
設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為M，該反應(yīng)生成的氯化鈉的質(zhì)量為y₂，生成二氧化碳的質(zhì)量為Z．
Na₂CO₃ +2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 73 117 44
M （109.5g-36.5g）×10% y₂ Z
=，M=10.6g
=，y₂=11.7g
=Z=4.4g
（1）×100%=40%
（2）×100%=19.5%
答：原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%；
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19.5%．
故答案為：
（1）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
（2）除去空氣中的CO₂ 大；
（3）干燥CO₂ 大；
（4）使廣口瓶中所有由Na₂CO₃產(chǎn)生的CO₂都排出 �。�
（5）×100%；
（6）40%；19.5%．
分析：（1）根據(jù)寫(xiě)方程式的步驟和注意事項(xiàng)回答本題；
（2）由于空氣中含有二氧化碳，所以用氫氧化鈉溶液來(lái)吸收空氣中二氧化碳；
（3）根據(jù)濃硫酸的特點(diǎn)考慮；
（4）由于反應(yīng)完了廣口瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空氣就是為了驅(qū)趕它們的；
（5）根據(jù)堿石灰（可吸收CO₂）的干燥管的質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量算出碳酸鈉的質(zhì)量，再除以樣品的總質(zhì)量即可；
（6）根據(jù)氫氧化鈉的質(zhì)量算出與氫氧化鈉反應(yīng)消耗的鹽酸中氯化氫的質(zhì)量和生成的氯化鈉的質(zhì)量，再利用總的氯化氫的質(zhì)量減去與氫氧化鈉反應(yīng)的氯化氫得質(zhì)量，就是與碳酸鈉反應(yīng)的氯化氫的質(zhì)量，再利用該質(zhì)量算出碳酸鈉的質(zhì)量，和生成的氯化鈉和二氧化碳的質(zhì)量，利用碳酸鈉質(zhì)量除以26.5g算出碳酸鈉含量，將算出來(lái)的兩部分氯化鈉加起來(lái)就是溶質(zhì)質(zhì)量，再除以總?cè)芤嘿|(zhì)量，乘以百分之百，總?cè)芤嘿|(zhì)量別忘了減去二氧化碳的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：解答本題容易出錯(cuò)的地方是計(jì)算溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，溶質(zhì)有兩部分，在算溶液質(zhì)量時(shí)別忘了減去生成的二氧化碳的質(zhì)量．