Question

15．某品牌纯碱（主要成分碳酸钠，含有少量氯化钠）．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度，组内一同学设计了如下实验：

【设计实验方案】实验装置（如图所示，固定装置略去）：
（1）请写出A装置发生的化学方程式：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）B装置的作用是除去水蒸气；D装置的作用防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入C装置．
【交流与表达】
（3）①反应前，断开B、C装置之间的连接，用左图装置鼓入空气的作用是用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气．
②反应后，用左图装置鼓入空气的作用是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．若缺少B装置，导致纯碱的纯度偏大（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．
【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，则碳酸钠的质量为10.6g，纯碱的纯度为98.1%%（计算结果保留3位有效数字）．
【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，理由是稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸钠和硫酸反应原理书写方程式；
（2）根据浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂分析解答，根据氢氧化钠固体的性质和D装置的作用考虑；
（3）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；浓硫酸吸水；
（4）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；
（5）根据盐酸的挥发性考虑．

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，方程式是：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸气；D装置是防止空气中的水、二氧化碳进入C装置造成误差，因为氢氧化钠固体可与二氧化碳反应，且能吸收水分；
（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；若缺少B装置，A装置中挥发出的水蒸气会一同被C吸收，使C处质量变化增大，导致纯碱的纯度偏大．
（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
根据：$\frac{106}{44}$=$\frac{44}{4.4g}$
解得X=10.6g，纯碱的纯度为$\frac{10.6g}{10.8g}$×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↑；
（2）除去水蒸气； 防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入C装置；
（3）①用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气；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；偏大．
（4）10.6g；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 本题考查的知识比较全面，要认真分析装置的作用，并能根据物质的性质、质量守恒定律分析解答，较好考查学生分析解决问题的能力．