Question

【題目】某純堿樣品中含有少量氯化鈉，現欲測定其碳酸鈉的質量分數，設計如下實驗方案：

（方案1）稱取一定質量的純堿樣品（已知錐形瓶和硫酸溶液的質量190.720 g），利用左圖裝置測定純堿樣品的純度，每隔相同時間讀得電子天平的數據如表：

	讀數次數	質量（g）
錐形瓶+硫酸+試樣	第1次	192.955
	第2次	192.764
	第3次	192.328
	第4次	192.075
	第5次	192.075

（1）計算純堿樣品的純度時，必需的數據是_____________________________（填具體數據）。不必作第6次讀數的原因是________________________________________________。

（2）計算純堿樣品的純度為_________________________（保留小數后兩位）。

（方案2）測定上述樣品（1.15 g）中，Na2CO3質量分數的另一種方案，其操作流程如下：

（1）溶液轉移至__________（填寫儀器名稱），操作II的名稱是______________。

（2）需直接測定的物理量是____________________。

（3）測定過程中需要的儀器有電子天平．蒸發皿、酒精燈、還需要__________、__________（固定、夾持儀器除外）。

（4）在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，則Na2CO3質量分數的測定結果__________（填“偏小”、“偏大”或“不變”）

（方案3）實驗裝置如圖：

實驗步驟：

①如圖連接裝置并加入所需藥品。

②稱量并記錄E的質量m1（稱量時注意封閉E的兩端）。

③按動鼓氣球，持續約1分鐘。

④連接上E。

⑤打開分液漏斗B的活塞，將稀硫酸快速加入C中后，關閉活塞。

⑥按動鼓氣球，持續約1分鐘。

⑦稱量并記錄E的質量m2（稱量時注意封閉E的兩端及D右端的出口）。

⑧重復步驟⑥和⑦的操作，直到球形干燥管的質量基本不變，記為m3。

⑨計算。

請填空和回答問題：

（1）C中發生反應的離子方程式為：______________________________________。B儀器的名稱為__________。如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結果將__________（填“偏高”、“偏低”或“不變”）。

（2）濃硫酸的作用是_________________，若沒有D，則實驗結果__________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

（3）步驟③和⑥的作用是____________________，____________________。鼓氣球的速度是快速好，還是緩慢鼓入？為什么？__________________________________________。

（4）E裝置的固體試劑為__________（填編號）

A．堿石灰 B．無水氯化鈣 C．濃硫酸 D．生石灰

（5）步驟⑧的目的是________________________________________________。

（6）試樣中純堿樣品的質量分數計算式為_____________________________________。

（7）本實驗設計中若有需要改進的地方，請指出該進之處并說明原因。

_______________________________________________________________________。

（8）實驗還可以用其它定量實驗方法測定試樣中純堿的質量分數，請簡述一種不同的定量實驗方法。___________________________________________________________ 。

Answer 1

【答案】192.955 g，192.075 g 第4次和第5次的數據相同，說明反應已完全進行 94.85% 蒸發皿 蒸發濃縮 冷卻后，氯化鈉的質量 玻璃棒 燒杯 偏大 分液漏斗 偏高 吸收水蒸氣 偏高 排出裝置內的CO2 將裝置內的CO2出，使其充分被E吸收 緩慢鼓入；速度快速的話，會使得部分CO2殘留在裝置內，無法吹出。 A 確保CO2被E吸收完全 ×100% 有；在E的右端再連接一個相同的干燥裝置 ①取m1 g樣品，溶于水中； ②加入過量的BaCl2溶液；③過濾，洗滌，烘干，稱重，記為m2 g；④計算。

【解析】

某純堿樣品中含有少量氯化鈉，現欲測定其碳酸鈉的質量分數，方案一根據碳酸鈉和鹽酸反應產生二氧化碳，氣體散失后溶液質量發生變化，通過氣體質量計算碳酸鈉質量；方案二，反應后干燥蒸發，通過方程計算碳酸鈉含量；方案三，用堿石灰吸收產生的二氧化碳，通過E增重計算碳酸鈉的量。

方案一：（1）計算純堿樣品的純度時，必需的數據是反應前的質量和反應終點時的質量，即192.955 g，192.075 g。不必作第6次讀數的原因是第4次和第5次的數據相同，說明反應已完全進行；

（2），純堿樣品的純度 ；

方案二（1）溶液轉移至蒸發皿，操作II的名稱是蒸發濃縮；

（2）需直接測定的物理量是冷卻后，氯化鈉的質量。

（3）測定過程中需要的儀器有電子天平．蒸發皿、酒精燈、還需要玻璃棒、燒杯；

（4）在轉移溶液時，如溶液轉移不完全，干燥后質量偏小，則Na2CO3質量分數的測定結果偏大；

方案3（1）C中發生反應是你碳酸鈉和硫酸，離子方程式為：。B儀器的名稱為分液漏斗。如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，鹽酸會部分揮發，進去堿石灰，測試的結果將偏高；

（2）濃硫酸具有吸水性，作用是吸收水蒸氣，若沒有D，堿石灰將吸收多余的水，則實驗結果偏高；

（3）步驟③和⑥的作用是排出裝置內的CO2，將裝置內的CO2出，使其充分被E吸收。緩慢鼓入；速度快速的話，會使得部分CO2殘留在裝置內，無法吹出。

（4）E裝置的固體試劑為堿石灰，無水氯化鈣、濃硫酸和生石灰只能吸收水。

（5）步驟⑧反復操作，目的是確保CO2被E吸收完全。

（6）試樣中純堿樣品的質量分數計算式為×100%。

（7）裝置E吸收反應產生的二氧化碳，但是與空氣直接接觸容易導致誤差偏大，故有問題，應在E的右端再連接一個相同的干燥裝置。

（8）實驗還可以用沉淀法計算碳酸根質量，進而計算碳酸鈉質量。①取m1 g樣品，溶于水中； ②加入過量的BaCl2溶液；③過濾，洗滌，烘干，稱重，記為m2 g；④計算。