Question

5．侯氏制碱法所得的纯碱中常含有少量氯化钠，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等固定用装置已略去）

实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管C的质量为83.4g；
③准确称得6.0g纯碱样品放入装置A的广口瓶中；
④打开装置A的分液漏斗旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓人氮气数分钟，然后称得干燥管C的总质量为85.6g，干燥管D质量不变．
试回答：
（1）鼓入氮气的目的是排出装置内空气，防止二氧化碳对实验结果造成干扰．
（2）若没有B装置，则会导致测定实验结果偏大　（填“偏大”或“偏小”）．
（3）D装置的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，防止造成干扰．
（4）请根据实验中测得的有关数据，纯碱样品中碳酸钠的质量分数为88.3%　（结果保留一位小数）．

Answer 1

分析 根据装置的特点及实验目的，分析鼓入空气这一操作的目的，为了排除空气中二氧化碳的干扰，要把二氧化碳除去，根据浓硫酸的作用及探究的内容来评价装置B对测定结果的影响分析实验前后装置D质量变化，并由此质量差计算样品中碳酸钠的质量，求出样品中碳酸钠的质量分数；

解答 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，故鼓入氮气的目的是排出装置内空气，防止二氧化碳对实验结果造成干扰；故填：排出装置内空气，防止二氧化碳对实验结果造成干扰；
（2）浓硫酸具有吸水性，在B装置中吸收排出气体中混有的水蒸气，若少了此装置则会使气体中的水蒸气被C装置中碱石灰吸收，而使测定质量偏大．故填：偏大；
（3）D中的碱石灰能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，防止造成干扰，故填：吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，防止造成干扰；
（4）反应中放出二氧化碳气体的质量=85.6g-83.4g=2.2g
     设放出2.2g二氧化碳消耗碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                                           44
x                                               2.2g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2g}$
解得x=5.3g
纯碱样品Na₂CO₃的质量分数=$\frac{5.3g}{6g}×100%$×100%=88.3%
故填：88.3%．

点评 本题主要考查二氧化碳和碱石灰的反应，通过本题我们要知道在完成实验时要尽可能的排除可能对实验结果产生影响的因素，例如本题中空气中二氧化碳对实验结果的影响，水蒸气的影响等．