Question

某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验：
【设计实验方案】实验装置（如图2所示，固定装置略去）：
需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后C装置（包含氢氧化钠固体）的质量．
（1）A装置中反应化学方程式是

 

．补充D装置

 

（简要叙述或画出装置示意图）．
【交流与表达】
（2）有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是

 

．
（3）为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与A装置连接（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入空气．
反应前，断开B、C装置之间的连接，用图1装置鼓入空气，反应后，用图1装置鼓入空气．在A装置中的反应进行时，开关K处于关闭状态，其原因是

 

．
【数据处理】
（4）称得纯碱样品的质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度为

 

%（计算结果保留小数点后1位）．
【反思与评价】
（5）能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）根据反应方程式的写法和反应的实验现象判断是否反应完全以及D装置的作用考虑；
（2）根据反应结束后装置内残留二氧化碳考虑；
（5）①根据图1的用途考虑；②根据气体将反应生成的二氧化碳赶到C装置考虑；③根据图1 中氢氧化钠可以吸收二氧化碳考虑；（6）根据C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量算出碳酸钠的质量，再除以样品的质量乘以百分之百即可；（7）根据盐酸的挥发性考虑；（8）根据改进后装置的优点考虑．

解答：解：（1）反应物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用观察法配平，二氧化碳后面标上上升符号；因为该反应有气泡产生，没有气泡产生了，说明反应完了，所以反应化学方程式是Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；D装置是防止空气中的水、二氧化碳进入C装置造成误差，所以用装氢氧化钠固体的球形管就能达到目的；
（2）反应结束后在AB装置中会残留反应生成的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收，导致二氧化碳质量减少，结果会偏小；
（3）①鼓入的空气经过了氢氧化钠，已经把空气中二氧化碳除去，用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气，由于原有的空气中含有二氧化碳；
②用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体，使反应产生的二氧化碳全部被C装置吸收；
③如果不处于关闭状态，生成的二氧化碳会进入图1被图1中氢氧化钠吸收；
（4）C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为：79.6g-75.2g=4.4g，设要生成4.4g二氧化碳需要碳酸钠质量为X则：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                       4.4g

106

X

=

44

4.4g

解得X=10.6g，纯碱的纯度为

10.6g

10.8g

×100%=98.1%；
（5）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定．
故答案为：（1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；装氢氧化钠固体的球形管；
（2）AB装置中残留反应产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收；
（3）避免图1装置吸收反应产生的部分二氧化碳气体；
（4）98.1；
（5）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定．

点评：本题容易出错的地方是第（3）小题，要知道通入不含有二氧化碳空气的目的，只有将生成的二氧化碳全部吸收才能使结果更准确