Question

3．工業(yè)生產(chǎn)的氫氧化鈉常含有碳酸鈉雜質(zhì)．為測定某樣品中氫氧化鈉純度，設(shè)計以下實驗．（裝置氣密性良好，每一步驟反應(yīng)完全，濃H₂SO₄具有吸水性）
【實驗設(shè)計】

【實驗過程】
（1）打開彈簧夾a，先對裝置A、B、C（已連接）通入空氣一會兒，其目的是除去空氣的二氧化碳，再關(guān)閉彈簧夾a．
（2）接上裝置D和E，打開彈簧夾c（填操作），把硫酸滴入樣品中．
（3）反應(yīng)結(jié)束后，待裝置冷卻后直接稱量裝置D （填字母序號）．根據(jù)該裝置在反應(yīng)前后的質(zhì)量差得到CO₂的質(zhì)量，由此計算出該樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，最后得到樣品中氫氧化鈉純度．
（4）如果稱量樣品的質(zhì)量為m，該裝置在反應(yīng)前后質(zhì)量差為n，列式表示樣品中氫氧化鈉純度為$（1-\frac{106n}{{m}^{2}}）×100%$．
【數(shù)據(jù)分析】
最后計算得到樣品中氫氧化鈉純度比實際數(shù)據(jù)偏大，反思整個實驗過程，造成誤差可能的原因B、C裝置和導氣管中CO₂沒有被D堿石灰吸收．

Answer 1

分析 【實驗過程】
（1）根據(jù)空氣中含有二氧化碳進行解答；
（2）根據(jù)實驗操作解答；
（3）根據(jù)裝置D的作用解答；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知裝置D中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量進行解答；
【數(shù)據(jù)分析】根據(jù)造成實驗誤差的因素解答即可．

解答 解：【實驗過程】
（1）空氣中含有二氧化碳，所以打開彈簧夾a，先對裝置A、B、C（已連接）通入空氣一會兒，以除去空氣中CO₂，故填：除去空氣中的二氧化碳；
（2）接上裝置D和E，打開彈簧夾c，把硫酸滴入樣品中，故填：打開彈簧夾c；
（3）D中盛有的是氫氧化鈉溶液，用于吸收二氧化碳，故待裝置冷卻后直接稱量裝置D的質(zhì)量，故填：D；
（4）由質(zhì)量守恒定律可知裝置D中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
x                                         n
$\frac{106}{x}=\frac{44}{n}$
x=$\frac{106n}{m}$；
樣品中氫氧化鈉純度為：$（1-\frac{106n}{{m}^{2}}）×100%$，故填：$（1-\frac{106n}{{m}^{2}}）×100%$；
【數(shù)據(jù)分析】
由質(zhì)量守恒定律可知裝置D中反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，如果B、C裝置和導氣管中CO₂沒有被D堿石灰吸收，計算得到樣品中氫氧化鈉純度比實際數(shù)據(jù)偏大．故填：B、C裝置和導氣管中CO₂沒有被D堿石灰吸收．

點評 本題將計算和實驗有機地結(jié)合起來進行考查，通過認真審題，結(jié)合題干中已給出一系列的提示，根據(jù)提出的問題，發(fā)現(xiàn)有用的信息，充分發(fā)揮聯(lián)想，與已有的知識建立聯(lián)系，然后進行類比推導，從而達到解決問題的目的．