Question

（2012?成都）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），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）；

需要測定的實驗數據：純堿樣品的質量；實驗前、后裝置（包括氫氧化鈉固體）的總質量．
（1）A裝置中反應的化學方程式為

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

．
（2）B裝置的作用是

除去水蒸氣

；C裝置中反應的化學方程式為

2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂0

．
（3）補充D裝置

裝氫氧化鈉固體的球形管

（簡要敘述或畫出裝置示意圖）．
【交流與表達】
（4）有同學認為圖2所示實驗裝置會造成測得純堿的純度偏低，原因是

AB裝置中殘留反應產生的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收，

．
（5）為了克服圖2裝置的不足，有同學提出，還應增加圖1裝置與A裝置連接（A裝置中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），在反應前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入足量空氣．
①反應前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣的作用是

用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣

；
②反應后，用圖1裝置鼓入空氣的作用是

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

；
③在A裝置中的反應發生時，開關R處于關閉狀態，其原因是

避免圖1裝置吸收反應產生的部分二氧化碳氣體

．
【數據處理】
（6）稱得的純堿樣品質量為10.8g，實驗前、后C裝置的總質量分別為75.2g和79.6g，純堿的純度為

98.1

%（計算結果保留小數點后一位）．
【反思與評價】
（7）能否用稀鹽酸代替稀硫酸？同學們經過討論認為不能，理由是

稀鹽酸揮發出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實驗測定

．
（8）改進后的實驗裝置能減少測定的誤差，原因是①反應生成的CO₂盡可能被C裝置吸收；②

避免AB裝置中原來空氣中二氧化碳氣體對實驗的干擾

．

Answer 1

分析：（1）根據反應方程式的寫法和反應的實驗現象判斷是否反應完全；（2）根據濃硫酸的吸水性和方程式的寫法考慮；（3）根據D裝置的作用考慮；（4）根據反應結束后裝置內殘留二氧化碳考慮；（5）①根據圖1的用途考慮；②根據氣體將反應生成的二氧化碳趕到C裝置考慮；③根據圖1 中氫氧化鈉可以吸收二氧化碳考慮；（6）根據C裝置質量的增加量就是生成二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量算出碳酸鈉的質量，再除以樣品的質量乘以百分之百即可；（7）根據鹽酸的揮發性考慮；（8）根據改進后裝置的優點考慮．

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；C裝置中反應的反應物是NaOH和CO₂生成物是Na₂CO₃和H₂0，用觀察法配平；
（3）D裝置是防止空氣中的水、二氧化碳進入C裝置造成誤差，所以用裝氫氧化鈉固體的球形管就能達到目的；
（4）反應結束后在AB裝置中會殘留反應生成的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收，導致二氧化碳質量減少，結果會偏��；
（5）①鼓入的空氣經過了氫氧化鈉，已經把空氣中二氧化碳除去，用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣，由于原有的空氣中含有二氧化碳；
②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；
③如果不處于關閉狀態，生成的二氧化碳會進入圖1被圖1中氫氧化鈉吸收；
（6）C裝置質量的增加量就是生成二氧化碳的質量，所以生成二氧化碳的質量為：79.6g-75.2g=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
根據：

106

44

=

X

4..4g

解得X=10.6g，純堿的純度為

10.6g

10.8g

×100%=98.1%；
（7）稀鹽酸揮發出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實驗測定；
（8）改進后裝置的優點有：反應生成的CO₂盡可能被C裝置吸收；避免AB裝置中原來空氣中二氧化碳氣體對實驗的干擾．
故答案為：（1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；逐滴滴入稀硫酸至不再產生氣泡為止；（2）除去水蒸氣；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂0；（3）裝氫氧化鈉固體的球形管；（4）AB裝置中殘留反應產生的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收；（5）①用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣；②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；③避免圖1裝置吸收反應產生的部分二氧化碳氣體；（6）98.1%；（7）稀鹽酸揮發出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實驗測定；
；（8）避免AB裝置中原來空氣中二氧化碳氣體對實驗的干擾．

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．