Question

【題目】某品牌純堿中含有少量氯化鈉。某化學(xué)探究小組為了測定該純堿的純度，做了如下實(shí)驗：

（設(shè)計實(shí)驗方案）實(shí)驗裝置(如圖2所示，固定裝置略去)：

需要測定的實(shí)驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實(shí)驗前、后C裝置(包含氫氧化鈉固體)的質(zhì)量。

(1)A裝置中反應(yīng)化學(xué)方程式是________。為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng)，其操作是_______。

(2)B裝置的作用是______；C裝置的化學(xué)方程式是_____________；

(3)補(bǔ)充D__________(簡要敘述或畫出裝置示意圖)。

（交流與表達(dá)）

(4)有同學(xué)認(rèn)為圖2所示實(shí)驗裝置會造成測得純堿的純度偏低，原因是_____________________。

(5)為了克服圖2裝置的不足，有同學(xué)提出，還應(yīng)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(yīng)前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入空氣。

①反應(yīng)前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖1裝詈鼓入空氣的作用是_______________。

②反應(yīng)后，用圖1裝詈鼓入空氣的作用是_________________。

③在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生時，開關(guān)K處于關(guān)閉狀態(tài)，其原因是____________。

（數(shù)據(jù)處理）

(6)稱得純堿樣品的質(zhì)量為10.8g，實(shí)驗前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和 79.6g，純堿的純度為_______% (計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。

（反思與評價）

(7)能否用稀鹽酸代替稀硫酸？同學(xué)們經(jīng)過討論認(rèn)為不能，理由是___________。

(8)改進(jìn)后的實(shí)驗裝置能減少測定的誤差，原因是①反應(yīng)生成的CO2盡可能被裝置C吸收；②_________。

Answer 1

【答案】Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 逐滴滴入稀硫酸至不再產(chǎn)生 氣泡為止 除去水蒸氣 2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O 裝氫氧化鈉固體的球形管 AB裝置中殘留反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w未被C中的氫氧化鈉吸收 用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣 用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w 避免圖1裝置吸收反應(yīng)產(chǎn)生的部分二氧化碳?xì)怏w 98.1 稀鹽酸揮發(fā)出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實(shí)驗測定 避免AB裝置中原來空氣中二氧化碳?xì)怏w對實(shí)驗的干擾

【解析】

(1)純堿主要成分是碳酸鈉，碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為： Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，因為該反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生，逐滴滴入稀硫酸至不再產(chǎn)生 氣泡為止，沒有氣泡產(chǎn)生了，說明碳酸鉀反應(yīng)完了；

(2)濃硫酸具有吸水性，所以B裝置主要是除去二氧化碳中的水蒸氣；C裝置中的反應(yīng)是氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，化學(xué)方程式為：2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O；

(3)D裝置是防止空氣中的水、二氧化碳進(jìn)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(dá)到目的；

(4)反應(yīng)結(jié)束后在AB裝置中會殘留反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w，未被C中的氫氧化鈉吸收，導(dǎo)致二氧化碳質(zhì)量減少，結(jié)果會偏小；

(5)①鼓入的空氣經(jīng)過了氫氧化鈉，己經(jīng)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A、B裝置中反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被C裝置吸收；

③如果不處于關(guān)閉狀態(tài)，生成的二氧化碳會進(jìn)入圖1中，被圖1中氫氧化鈉吸收；

(6)反應(yīng)前后C裝置質(zhì)量的增加量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，所以生成二氧化碳的質(zhì)量為：79.6g- 75.2g=4.4g，設(shè)生成4.4g 二氧化碳需要碳酸鈉的質(zhì)量為x，

= ，解得x= 10.6g

所以純堿的純度為：×100%=98.1%；

(7)不能用稀鹽酸代替稀硫酸稀，鹽酸揮發(fā)出氯化氫氣體，被C裝置吸收，影響實(shí)驗測定；

(8)改進(jìn)后裝置的優(yōu)點(diǎn)有：反應(yīng)生成的CO2盡可能被C裝置吸收；避免A、B裝置中原來空氣中的二氧化碳?xì)怏w對實(shí)驗的干擾。