Question

節約資源和保護環境已經成為我們的基本國策。節能減排、環境保護和生態市建設是市政府近些年的工作重點。硫酸廠生產硫酸的流程是：把含硫礦物燃燒，生成二氧化硫，二氧化硫和氧氣在高溫和催化劑的作用生成三氧化硫，最后三氧化硫和水化合生成硫酸。寫出三氧化硫和水化合生成硫酸的化學方程式                               

某純堿樣品中含有少量硫酸鈉，現欲測定其碳酸鈉的質量分數，利用含有少量硫酸的澄清廢水進行如下實驗：

《實驗原理》Na₂CO₃+H₂SO₄= Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑通過實驗測定反應產生的二氧化碳的質量，即可求得原樣品中碳酸鈉的質量,進而求得碳酸鈉在樣品中的質量分數。

                              

《實驗裝置》

《實驗步驟》

 ①如圖連接裝置（除B、C外）并加入所需藥品。

 ②稱量并記錄B的質量（m₁）。（稱量時注意封閉B的兩端。）

 ③按動鼓氣球，持續鼓入空氣約1分鐘。

 ④連接上B、C。

 ⑤打開分液漏斗F的活塞，將稀硫酸快速加入D中后，關閉活塞。

 ⑥按動鼓氣球，持續約1分鐘。

 ⑦稱量并記錄B的質量（m₂）。（稱量時注意封閉B的兩端及E右端的出口。）

 ⑧計算。

⑴已知堿石灰的主要成分是氫氧化鈣和氫氧化鈉，則干燥管A的作用是：                            ，以免使測定結果偏大。

（2）       （能或不能）用稀鹽酸代替稀硫酸，因為鹽酸具有       性，會使測得碳酸鈉的質量分數         （填偏大、偏小或不變，下同）；若去除干燥管C，則測得碳酸鈉的質量分數將會          

（3）E裝置的作用是                                                    

（4）本實驗能否省略③、⑥兩個步驟?                （填能或不能），原因分別是                           、                           

（5）若所取樣品的質量為6g，分液漏斗F中盛放5％只含硫酸一種溶質的澄清廢水，稱得m₁為51.20g，m₂為53.40g，（計算結果保留兩位小數）

求：（1）樣品中碳酸鈉的質量分數為多少？

（2）D裝置中正好反應后，所得溶液的溶質質量分數是多少？

 

Answer 1

SO₃+H₂O=H₂SO₄ ⑴  吸收空氣中的二氧化碳和水，防止干擾實驗。

（2）不能、揮發性、偏大、偏大（3）干燥生成的二氧化碳

（4）不可以，因為都要用空氣趕二氧化碳，防止生成的二氧化碳溶解水中

（5）m_二氧化碳=m₂—m₁=2.20g，m_碳酸鈉=5.30g    生成的 m_碳酸鈉=7.1g

     m_碳酸=4.9g     m_碳酸溶液=4.9g ÷5％=98g

   Na₂CO₃%=/6×100%=88.33%   D裝置中所得溶液的溶質質量分數是Na₂SO₄%=(6-5.3+7.1）g/（98+6-2.2）g=7.66%

解析:實驗目的：測定某純堿樣品中其碳酸鈉的質量分數，通過實驗測定反應產生的二氧化碳的質量，即可求得原樣品中碳酸鈉的質量,進而求得碳酸鈉在樣品中的質量分數。干燥管都是吸收空氣中的二氧化碳和水，防止干擾實驗。）D裝置中正好反應后，所得溶液的為硫酸鈉溶液，但是硫酸鈉樣品中有一部分，還生成一部分。關鍵是溶液的總質量要注意求實數，二氧化碳逸出要減去其質量。