Question

(13分)已知某纯碱样品中含有少量氯化钠，为测定样品中纯碱的质量分数，甲、乙两组分别采用不同方法。
Ⅰ、甲组用下图装置通过测定气体质量再计算出纯碱的质量分数。

其主要步骤如下：
①按图组装仪器并检查气密性；
②称取m克试样放入锥形瓶中加适量蒸馏水使之完全溶解；
③称量装置D中装有碱石灰的U形管质量是a₁克；
④从分液漏斗中慢慢滴加20%的稀硫酸
⑤从导管a中缓缓鼓入空气；
⑥再次称量装置D中装有碱石灰的U形管质量；
⑦重复⑤和⑥的操作，直到装置D中U形管质量基本不变，测得质量为a₂克。
试回答相关问题：
⑴A装置中最好装______溶液，作用是________________________；
⑵装置C中浓硫酸的作用是_____________________________________；
(3)步骤④中，从分液漏斗中慢慢滴加20%的稀硫酸直至观察到_______为止，写出该反应的化学方程式______________________；
(4)若没有步骤⑤会使测定结果_______(偏大或偏小)；
(5)E装置中碱石灰的作用是____________________________________________；
(6)装置B中分液漏斗内的稀硫酸不能换成浓盐酸的理由是__________________________。
Ⅱ、乙组用生成沉淀的方法来测定纯碱(Na₂CO₃₎的质量分数，称取12.5克样品加入107.2克的氯化钡溶液恰好完全反应过滤得到的沉淀干燥后为19.7克和一定量滤液(设没有损失)，试计算①样品中纯碱的质量分数；②滤液中溶质的质量分数。(写过程5分)

Answer 1

Ⅰ⑴氢氧化钠溶液、除去空气中的二氧化碳
⑵干燥气体或吸收水分
⑶不再冒气泡、Na₂CO₃+ H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
⑷偏小
⑸防止空气中的二氧化碳和水分进入U形管影响实验
(6)浓盐酸易挥发使二氧化碳中HCl气体影响实验结果
Ⅱ（1）84.8%（2）13.6%

解：（1）由题意可知我们是通过测定二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数的，所以要排除空气中的二氧化碳干扰实验结果，而在A中装了碱性溶液来吸收空气中的二氧化碳，故A装置中最好装：氢氧化钠溶液，目的除去空气中的二氧化碳；
（2）浓硫酸具有吸水性，装置C中浓硫酸的作用是吸收水分；
（3）硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，步骤④中，从分液漏斗中慢慢滴加20%的稀硫酸直至观察到不再冒泡为止，说明反应进行完毕，该反应的化学方程式：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；
（4）为了减小实验误差而采取了鼓入空气的方法，把残留在装置B中二氧化碳全部由D中碱石灰吸收，实验结果更准确．若没有步骤⑤会使残留在装置B中二氧化碳不全部由D中碱石灰吸收，测定结果偏小；
（5）如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的水蒸气和二氧化碳会进入D装置而对测定结果产生影响，所以装置E的作用则是防止空气中水蒸气和二氧化碳进入装置D中．
（6）浓盐酸具有挥发性，所以装置B中分液漏斗内的稀硫酸不能换成浓盐酸的理由是：浓盐酸易挥发使二氧化碳中氯化氢气体影响实验结果；
Ⅱ：解：设样品中碳酸钠的质量为x，生成氯化钠的质量为y．
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
106          197    117
x            19.7g   y
106 x ="197" 19.7g
x=10.6g
样品中纯碱的质量分数="10.6g" 12.5g ×100%=84.8%
197 19.7g ="117" y
y=11.7g
滤液中溶质的质量分数="11.7g+12.5g-10.6g" 12.5g+107.2g-19.7g ×100%=13.6%
答：样品中纯碱的质量分数84.8%，滤液中溶质的质量分数13.6%．
故答案为：（1）氢氧化钠；除去空气中的二氧化碳；
（2）吸收水分；
（3）不再冒泡；Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；
（4）偏小；
（5）防止空气中CO2和水蒸气进入D中；
（6）浓盐酸易挥发使二氧化碳中氯化氢气体影响实验结果；
Ⅱ：①84.8%；②13.6%．