Question

5．侯氏制堿法所得的純堿中常含有少量氯化鈉，現用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質量分數（鐵架臺、鐵夾等固定用裝置已略去）

實驗步驟如下：
①按圖連接裝置，并檢查氣密性；
②準確稱得盛有堿石灰（固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）的干燥管C的質量為83.4g；
③準確稱得6.0g純堿樣品放入裝置A的廣口瓶中；
④打開裝置A的分液漏斗旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產生氣泡為止；
⑤打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓人氮氣數分鐘，然后稱得干燥管C的總質量為85.6g，干燥管D質量不變．
試回答：
（1）鼓入氮氣的目的是排出裝置內空氣，防止二氧化碳對實驗結果造成干擾．
（2）若沒有B裝置，則會導致測定實驗結果偏大　（填“偏大”或“偏小”）．
（3）D裝置的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止造成干擾．
（4）請根據實驗中測得的有關數據，純堿樣品中碳酸鈉的質量分數為88.3%　（結果保留一位小數）．

Answer 1

分析 根據裝置的特點及實驗目的，分析鼓入空氣這一操作的目的，為了排除空氣中二氧化碳的干擾，要把二氧化碳除去，根據濃硫酸的作用及探究的內容來評價裝置B對測定結果的影響分析實驗前后裝置D質量變化，并由此質量差計算樣品中碳酸鈉的質量，求出樣品中碳酸鈉的質量分數；

解答 解：（1）由題意可知我們是通過測定二氧化碳的質量來測定碳酸鈉的質量分數的，所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實驗結果，故鼓入氮氣的目的是排出裝置內空氣，防止二氧化碳對實驗結果造成干擾；故填：排出裝置內空氣，防止二氧化碳對實驗結果造成干擾；
（2）濃硫酸具有吸水性，在B裝置中吸收排出氣體中混有的水蒸氣，若少了此裝置則會使氣體中的水蒸氣被C裝置中堿石灰吸收，而使測定質量偏大．故填：偏大；
（3）D中的堿石灰能吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止造成干擾，故填：吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止造成干擾；
（4）反應中放出二氧化碳氣體的質量=85.6g-83.4g=2.2g
     設放出2.2g二氧化碳消耗碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                           44
x                                               2.2g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2g}$
解得x=5.3g
純堿樣品Na₂CO₃的質量分數=$\frac{5.3g}{6g}×100%$×100%=88.3%
故填：88.3%．

點評 本題主要考查二氧化碳和堿石灰的反應，通過本題我們要知道在完成實驗時要盡可能的排除可能對實驗結果產生影響的因素，例如本題中空氣中二氧化碳對實驗結果的影響，水蒸氣的影響等．