Question

15．某品牌純堿（主要成分碳酸鈉，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，組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗：

【設(shè)計實(shí)驗方案】實(shí)驗裝置（如圖所示，固定裝置略去）：
（1）請寫出A裝置發(fā)生的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B裝置的作用是除去水蒸氣；D裝置的作用防止空氣中的二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入C裝置．
【交流與表達(dá)】
（3）①反應(yīng)前，斷開B、C裝置之間的連接，用左圖裝置鼓入空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣．
②反應(yīng)后，用左圖裝置鼓入空氣的作用是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．若缺少B裝置，導(dǎo)致純堿的純度偏大（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）．
【數(shù)據(jù)處理】
（4）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，則碳酸鈉的質(zhì)量為10.6g，純堿的純度為98.1%%（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．
【反思與評價】
（5）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．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)原理書寫方程式；
（2）根據(jù)濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑分析解答，根據(jù)氫氧化鈉固體的性質(zhì)和D裝置的作用考慮；
（3）①根據(jù)圖1的用途考慮；②根據(jù)氣體將反應(yīng)生成的二氧化碳趕到C裝置考慮；濃硫酸吸水；
（4）根據(jù)C裝置質(zhì)量的增加量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量算出碳酸鈉的質(zhì)量，再除以樣品的質(zhì)量乘以百分之百即可；
（5）根據(jù)鹽酸的揮發(fā)性考慮．

解答 解：（1）反應(yīng)物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用觀察法配平，二氧化碳后面標(biāo)上上升符號，方程式是：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）濃硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸氣；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，因為氫氧化鈉固體可與二氧化碳反應(yīng)，且能吸收水分；
（3）①鼓入的空氣經(jīng)過了氫氧化鈉，已經(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AB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；若缺少B裝置，A裝置中揮發(fā)出的水蒸氣會一同被C吸收，使C處質(zhì)量變化增大，導(dǎo)致純堿的純度偏大．
（4）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)要生成4.4g二氧化碳需要碳酸鈉質(zhì)量為X則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                       4.4g
根據(jù)：$\frac{106}{44}$=$\frac{44}{4.4g}$
解得X=10.6g，純堿的純度為$\frac{10.6g}{10.8g}$×100%=98.1%；
（5）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；
故答案為：
（1）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）除去水蒸氣； 防止空氣中的二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入C裝置；
（3）①用不含二氧化碳的空氣排出AB裝置中原有的空氣；②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；偏大．
（4）10.6g；98.1%；
（5）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．

點(diǎn)評 本題考查的知識比較全面，要認(rèn)真分析裝置的作用，并能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、質(zhì)量守恒定律分析解答，較好考查學(xué)生分析解決問題的能力．