Question

工業(yè)純堿中常含有NaCl、Na₂SO₄等雜質(zhì)，可用下圖裝置測定工業(yè)純堿中有效成分的含量．
實驗過程的主要步驟是：
①準(zhǔn)確稱取干燥試樣x g（x＞2），放入廣口瓶C中；②準(zhǔn)確稱量裝有堿石灰（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)確稱量其質(zhì)量z g．
請根據(jù)以上實驗，回答下列問題：
（1）裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）裝置A的作用是

 

，如果不用裝置A，會導(dǎo)致實驗結(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，會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏

 

．
（4）第④步中緩緩?fù)ㄈ肟諝獾淖饔檬?!--BA-->

 

，如果不通入空氣，會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏

 

．
（5）試樣中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式為

 

．
（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

分析：（1）根據(jù)寫方程式的步驟和注意事項回答本題；
（2）由于空氣中含有二氧化碳，所以用氫氧化鈉溶液來吸收空氣中二氧化碳；
（3）根據(jù)濃硫酸的特點考慮；
（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，將算出來的兩部分氯化鈉加起來就是溶質(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．

解答：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；
（2）用氫氧化鈉溶液來吸收空氣中二氧化碳防止二氧化碳進(jìn)入堿石灰中影響實驗效果；
（3）濃硫酸具有吸水性所以是用來干燥二氧化碳的；如果不用濃硫酸，就會將二氧化碳中的水分誤認(rèn)為是二氧化碳，會導(dǎo)致二氧化碳的質(zhì)量偏大，算出來的碳酸鈉質(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：

106

44

=

R

z-y

解得R=

106(z-y)

44

所以試樣中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式為

53(z-y)

22x

×100%；
 
（6）解：設(shè)與NaOH溶液反應(yīng)所需鹽酸的質(zhì)量為x，同時生成NaCl的質(zhì)量為y₁．
           NaOH+HCl=NaCl+H₂O
           40        36.5    58.5
 40mL×1g/mL×10%    x×10%   y₁

40

36.5

=

40mL×1g/mL×10%

x×10%

，x=36.5g

40

58.5

=

40mL×1g/mL×10%

y1

，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

106

73

=

M

(109.5g-36.5g)×10%

，M=10.6g

73

117

=

(109.5g-36.5g)×10%

y2

，y₂=11.7g

73

44

=

(109.5g-36.5g)×10%

Z

Z=4.4g
（1）

10.6g

26.5g

×100%=40%
（2）

(26.5g-10.6g)+11.7g+5.85g

26.5g+109.5g+40g-4.4g

×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  小；
（5）

53(z-y)

22x

×100%；
（6）40%；19.5%．

點評：解答本題容易出錯的地方是計算溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，溶質(zhì)有兩部分，在算溶液質(zhì)量時別忘了減去生成的二氧化碳的質(zhì)量．