Question

（2013?濱湖區(qū)一模）某品牌純堿中含有少量氯化鈉．某化學探究小組為了測定該純堿的純度（即碳酸鈉的質量分數(shù)），組內一同學設計了如下實驗：

【設計實驗方案】
實驗裝置（如圖2所示，固定裝置略去，裝置內氫氧化鈉固體均足量）：
需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質量；實驗前后C裝置的質量．
（1）A裝置中反應化學方程式是

Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑

．為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應，其操作是逐滴滴入稀硫酸至

不再產生氣泡為止

為止．
（2）B、D裝置的作用分別是

除去水蒸氣

、

防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結果

．
【交流與表達】
（3）圖2所示實驗裝置會造成實驗結果偏低，為了克服該不足，有同學提出：將A裝置左端與圖1裝置相連接（須將A裝置中雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），反應前、后分別用圖1裝置緩緩鼓入空氣．具體操作是：
①反應前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入一段時間的空氣．
②反應后，再次用圖1裝置鼓入空氣，目的是

用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應產生的二氧化碳氣體

．
（4）組內另一位同學按照上述裝置進行試驗，在正確稱量C裝置的質量時，發(fā)現(xiàn)實驗前后該裝置的質量沒有發(fā)生變化，可能原因是

裝置漏氣，產生的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收

．
【數(shù)據(jù)處理】測定該品牌純堿的純度
（5）另取純堿樣品11.0g，加入足量稀硫酸充分反應．產生二氧化碳氣體的質量與滴加稀硫酸的體積間數(shù)值關系如圖3所示．
求：①反應生成CO₂的質量為

4.4

g．
   ②通過計算確定食用純堿粉末中Na₂CO₃的質量分數(shù)．（寫出計算過程，結果保留一位小數(shù)．）
【反思】
（6）若用稀鹽酸代替稀硫酸將導致純堿粉末的純度

偏高

（填寫“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應方程式的寫法和反應的實驗現(xiàn)象判斷是否反應完全；
（2）根據(jù)濃硫酸的吸水性和氫氧化鈉的作用分析；
（3）根據(jù)氣體將反應生成的二氧化碳趕到C裝置考慮；
（4）氫氧化鈉可以吸收二氧化碳，裝置沒增重說明沒有吸收二氧化碳的原因考慮；
（5）根據(jù)圖象縱坐標找出二氧化碳的質量，根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應的化學方程式，已知二氧化碳的質量求出碳酸鈉的質量，從而求出碳酸鈉的質量分數(shù)
（6）根據(jù)鹽酸的揮發(fā)性考慮；

解答：解：（1）反應物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用觀察法配平，二氧化碳后面標上上升符號；因為該反應有氣泡產生，沒有氣泡產生了，說明反應完了；
（2）濃硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸氣；裝置D中氫氧化鈉固體能吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止進入C裝置，影響實驗結果
（3）用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應產生的二氧化碳氣體，使反應產生的二氧化碳全部被C裝置吸收；
（4）氫氧化鈉可以吸收二氧化碳，裝置沒增重說明沒有吸收二氧化碳，可能原因是裝置漏氣，二氧化碳氣體沒進入到C裝置
（5）由圖象可以看出生成二氧化碳的質量為4.4g，
設要生成4.4g二氧化碳需要碳酸鈉質量為x則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                       4.4g

106

x

=

44

4.4g

解得X=10.6g，純堿的純度為=

10.6g

11g

×100%=96.4%；
（7）稀鹽酸揮發(fā)出氯化氫氣體，被C裝置吸收，使C裝置增重的質量增大，根據(jù)C裝置增重的質量即為二氧化碳的質量求出的碳酸鈉質量增大，因此使質量分數(shù)偏高；
故答案為：（1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；不再產生氣泡為止；
（2）除去水蒸氣；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結果；
（3）用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應產生的二氧化碳氣體；
（4）裝置漏氣，產生的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收
（5）①4.4g②96.4%；
（6）偏高

點評：本題容易出錯的地方是第（5）小題，要知道通入不含有二氧化碳空氣的目的，只有將生成的二氧化碳全部吸收才能使結果更準確．