Question

工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量的NaCl雜質(zhì)．某校研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)小組為了測定混合物中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，擬使用如圖實(shí)驗(yàn)裝置（說明：連接甲和乙的橡皮管有鐵夾控制），先測定一定量的樣品和酸反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量，再計(jì)算混合物中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）甲裝置的作用是

吸收空氣中的二氧化碳

；丙裝置的作用是

吸收二氧化碳中的水蒸氣

．
（2）乙裝置反應(yīng)完成后，打開甲和乙之間的鐵夾，通數(shù)分鐘空氣的作用是

排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w，使之都被丁處堿石灰完全吸收

．寫出甲裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式（NaOH溶液足量）：

CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O

．
（3）若去掉戊裝置，測得的CO₂質(zhì)量會(huì)

偏大

（填“偏大”或“偏小”）．
（4）若取n g樣品裝入廣口瓶，且反應(yīng)前填滿堿石灰的干燥管丁總質(zhì)量為m g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱得干燥管丁的總質(zhì)量為w，則Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為

53(w-m)

22n

×100%

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)裝置中會(huì)殘留部分二氧化碳，影響丁中二氧化碳質(zhì)量的測定，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入丁中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應(yīng)先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定；
從裝置乙中產(chǎn)生導(dǎo)出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會(huì)使丁中測定的二氧化碳的質(zhì)量增大，故進(jìn)入裝置丁的二氧化碳應(yīng)干燥；
（2）裝置中含有二氧化碳，不將二氧化碳排盡，會(huì)使測定的二氧化碳的質(zhì)量增大，故反應(yīng)前應(yīng)先通空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳；
裝置甲中二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉與水；
（3）戊裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳、水蒸氣，防止進(jìn)入裝置丁中被堿石灰吸收，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量增大；
（4）由題意可知，反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為（w-m）g，計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒二氧化碳的物質(zhì)的量等于樣品中碳酸鈉的物質(zhì)的量，計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)裝置中會(huì)殘留部分二氧化碳，影響丁中二氧化碳質(zhì)量的測定，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入丁中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應(yīng)先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定，裝置甲的作用是吸收空氣中的二氧化碳；
從裝置乙中產(chǎn)生導(dǎo)出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會(huì)使丁中測定的二氧化碳的質(zhì)量增大，導(dǎo)致測定的樣品中碳酸鈉的質(zhì)量增大，測定的碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故進(jìn)入裝置丁的二氧化碳應(yīng)干燥，故裝置丙的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣，防止進(jìn)入裝置丁中，
故答案為：吸收空氣中的二氧化碳；吸收二氧化碳中的水蒸氣；
（2）裝置中含有二氧化碳，不將二氧化碳排盡，會(huì)使測定的二氧化碳的質(zhì)量增大，故反應(yīng)前應(yīng)先通空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，裝置乙的作用是排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w；
裝置甲中二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉與水，反應(yīng)的離子方程式為CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案為：排出裝置中的二氧化碳?xì)怏w，使之都被丁處堿石灰完全吸收；CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）若去掉戊裝置，空氣中二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入丁中被堿石灰吸收，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量增大，
故答案為：偏大；
（4）由題意可知，反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為（w-m）g，二氧化碳的物質(zhì)的量為

(w-m)g

44g/mol

=

w-m

44

mol，根據(jù)碳元素守恒可知樣品中碳酸鈉的物質(zhì)的量為

w-m

44

mol，樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為

w-m

44

mol×106g/mo=

53(w-m)

22

g，樣品中碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

53(w-m) 22 g

ng

×100%=

53(w-m)

22n

×100%，
故答案為：

53(w-m)

22n

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理及裝置理解、對操作的評(píng)價(jià)、物質(zhì)含量的測定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/div>