Question

已知某純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數，可用下圖中的裝置進行實驗。（提示：堿石灰是生石灰與氫氧化鈉的混合物，可以吸收水和二氧化碳）

主要實驗步驟如下：① 按圖組裝儀器，并檢驗裝置的氣密性
② 將10.0 g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液
③ 稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到20.0g
④ 從分液漏斗滴入6mol·L^－1的硫酸，直到不再產生氣體時為止
⑤ 從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣
⑥ 再次稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到22.0g
⑦ 重復步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質量基本不變，為22.2g
請填空和回答問題：
（1）裝置中干燥管B的作用                      _________________________。如果沒有連接該干燥管，測試的結果              (填偏高、偏低或不變）。
（2）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結果           (填偏高、
偏低或不變）。
（3）步驟⑤的目的是                                ___________________，如果沒有進行步驟⑤的操作，測試的結果________________（填偏高、偏低或不變）。
（4）試樣中純堿的質量分數為___________________。

Answer 1

（1）防止空氣中的CO₂和H₂O進入U型管中（2分）；偏高（2分）
（2）偏高（2分）
（3）把反應中的CO₂全部導入U型管中（2分）；偏低（2分）
（4）53.0%

試題分析：（1）U型管中的堿石灰是為了吸收反應生成的二氧化碳，但空氣中也存在二氧化碳，干燥管B的作用就是防止空氣中的二氧化碳和水分進入U型管，對結果產生誤差，空氣中的水和二氧化碳進入裝置，被誤認為是二氧化碳，所以二氧化碳的質量偏大，算出的碳酸鈉的質量也會偏大的，所以結果會偏大；
答案為：防止空氣中的CO₂和水汽進入U型管中；偏高。
（2）由于鹽酸具有揮發性，也會隨著二氧化碳進入U型管，被誤認為是二氧化碳，所以二氧化碳的質量偏大，算出的碳酸鈉的質量也會偏大的，所以結果會偏大；
答案為：偏高；
（3）由于反應完了錐形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空氣就是將殘留的二氧化碳完全排入U型管；沒有步驟⑤，有殘留的CO₂沒有反應，測試結果偏低。
答案為：把反應產生的CO₂全部導入U型管中；偏低。
（4）設需要碳酸鈉的質量為X則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                      22.2-20.0
列比例式：＝
解得X=5.3g；
所以試樣中純堿的質量分數為
×100%=53.0%；
答案：53.0%