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Na2CO3是一种重要的化工原料,某学生甲拟在实验室中测量Na2CO3的纯度。他利用图1中给出的仪器设计了如图2所示的装置(本题装置图中所用塞子均未画出;杂质不参与反应),其中M容器中盛有Na2CO3样品10.0 g,分液漏斗盛有稀硫酸,N容器内为碱石灰固体。他利用碱石灰的增重来求算Na2CO3的纯度。

   

         图1                   图2

(1)学生乙认为,按学生甲设计的装置进行实验,存在明显缺陷,其中导致测定结果偏低的是__________。

(2)学生乙对学生甲设计的实验装置进行了完善(如图3)。实验室中可供选择的药品:Zn、浓硫酸、稀硫酸、NaOH溶液、碱石灰、CaCO3、水。请回答下列问题:

图3

①B、D虚框内是否需要添加装置,若需要,在相应虚框内画出装置图(并注明药品);若不需要,在相应虚框内打“×”;

②A装置中分液漏斗内液体为__________;U形管内药品为__________;装置F的作用为__________;

③如果B、D内部不设计任何装置而直接连通ACE,则实验结果将__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”);

④如果实验后E装置质量增重3.96 g,则该Na2CO3试样的纯度为__________。

(1)M中残留CO2未能被吸收

(2)①

②稀硫酸 Zn 吸收空气中CO2和水蒸气 ③偏高 ④95.4%


解析:

(1)甲同学设计装置明显缺陷为CO2不能完全被碱石灰吸收,故残留在M中的CO2不能被吸收,可导致测定结果偏低。

(2)②A装置作用为产生H2,从而将C中CO2排入E被吸收,故A中分液漏斗内液体为稀硫酸,U形管内为Zn。F装置作用为吸收空气中的CO2和水蒸气,防止进入E装置。

③B装置作用为干燥氢气,D装置作用为干燥CO2,若无B、D装置,则E中质量增加偏大,故结果偏大。

n(CO2)=0.09 mol,m(Na2CO3)=9.54 g,Na2CO3试样纯度为×100%=95.4%。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?闵行区一模)碱式碳酸铜的成分有多种,其化学式一般可表示为xCu(OH)2?yCuCO3.孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石,其主要成分是Cu(OH)2?CuCO3.某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件,设计了如下实验:
实验1:将2.0mL 0.50mol/L Cu(NO32溶液、2.0mL 0.50mol/L NaOH溶液和0.25mol/L Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合.
实验2:将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应.
实验记录如下:
表一:
编号 V (Na2CO3)/mL 沉淀情况
1 2.8 多、蓝色
2 2.4 多、蓝色
3 2.0 较多、绿色
4 1.6 较少、绿色
表二:
编号 反应温度/℃ 沉淀情况
1 40 多、蓝色
2 60 少、浅绿色
3 75 较多、绿色
4 80 较多、绿色(少量褐色)
(1)实验室制取少许孔雀石,应该采用的最佳反应条件:①Cu(NO32溶液与Na2CO3溶液的体积比为
1:1
1:1
;②反应温度是
75℃
75℃

(2)80℃时,所制得的孔雀石有少量褐色物质的原因是
Cu(OH)2受热分解为CuO
Cu(OH)2受热分解为CuO
.实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成,利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验:

步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中.
步骤2:打开活塞K1、K2,关闭K3,鼓入空气,一段时间后关闭活塞K1、K2,打开K3,称量相关装置的质量.
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生.
步骤4:
打开K1,继续通一段时间空气至装置冷却
打开K1,继续通一段时间空气至装置冷却

步骤5:称量相关装置的质量.
(3)装置A的作用是
除去空气中的CO2和H2O
除去空气中的CO2和H2O
;若无装置E,则实验测定的x/y的比值将
偏小
偏小
(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(4)某同学在实验过程中采集了如下数据:
a.反应前玻璃管与样品的质量163.8g
b.反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
c.装置C实验后增重9.0g
d.装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的比值,你认为可以选用上述所采集数据中的
bc、bd、cd
bc、bd、cd
(写出所有组合的字母代号)一组即可进行计算.
(5)根据你的计算结果,写出该样品组成的化学式
5Cu(OH)2?2CuCO3
5Cu(OH)2?2CuCO3

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.回答下列问题:
(1)欲量取20.00mL Na2CO3溶液,应选用的仪器是
碱式滴定管
碱式滴定管

(2)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、
环形玻璃搅拌棒
环形玻璃搅拌棒
量筒
量筒

(3)在测定硫酸铜晶体中含量的实验中,称量操作至少要进行
4
4
次.
Ⅱ.氢氧化铜是一种常用试剂.例如,利用新制氢氧化铜验证醛类物质的还原性.
(1)新制氢氧化铜悬浊液的配制,实验室制取氢氧化铜悬浊液的操作方法:在试管里加入10%的氢氧化钠溶液2mL,滴入2%的硫酸铜溶液4~6滴,振荡即成.这样操作的目的是
确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状
确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状

下面是三个研究性学习小组分别从不同层面开展的研究性学习活动:
(2)研究性学习小组甲:对教材实验结论“乙醛与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是Cu2O”提出质疑,他们认为红色沉淀不一定是氧化亚铜.为了确定红色沉淀的成分,开展了如下研究:提出猜想:
红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物(或红色固体中可能含有铜)
红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物(或红色固体中可能含有铜)

查阅资料:①氧化亚铜属于碱性氧化物;②+1价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应:③在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜.
设计方案:方案1:取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化
方案2:取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣
方案3:称取红色沉淀ag,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器里冷却,再称重,反复多次至到固体恒重,称得质量为bg,比较a,b关系
方案4:取红色固体沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观察是否有银白色银析出.
你认为合理的方案是
方案3
方案3

(3)研究性学习小组乙针对小组甲的质疑,设计新的探究方案,装置如图所示.你认为要测定上述红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量(只填序号):
②③⑤
②③⑤

①通入氢气体积;②反应前,红色沉淀+硬质玻璃管的总质量;③完全反应后红色固体+硬质玻璃管的总质量;④实验前,干燥管质量;⑤硬质玻璃管质量;⑥锌粒质量;⑦稀硫酸中含溶质的量;⑧实验后,干燥管质量
(4)研究性学习小组丙上网查阅新闻得知,“2005年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色化学的科学家”.绿色化学强调对环境友好,实现零排放.“变废为宝”符合绿色化学要求.他们收集上述红色沉淀制备化学试剂-蓝矾.请你帮助他们设计一个简单且符合绿色化学要求的实验方案:
在空气中充分灼烧该红色固体至全部转化成氧化铜,加入足量稀硫酸溶解,蒸发、结晶、过滤、洗涤,用滤纸吸干或通入惰气带走水分
在空气中充分灼烧该红色固体至全部转化成氧化铜,加入足量稀硫酸溶解,蒸发、结晶、过滤、洗涤,用滤纸吸干或通入惰气带走水分

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科目:高中化学 来源: 题型:

钠和钾是活泼的碱金属元素,钠和钾及其化合物在生产和生活中有广泛的应用.
(1)将0.01mol下列物质①Na2O2②Na2O ③Na2CO3④NaCl分别加入100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)
 

(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为
 
.肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液.该电池放电时其负极的电极反应式是
 

(3)现有一Na2CO3和NaHCO3的混合物样品,取ag该混合物充分加热,减重bg,则该混合物样品中Na2CO3的质量分数是
 

(4)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊.若产生40.32L(标准状况下)氮气,至少需要叠氮化钠
 
g.
(5)钠-钾合金可在核反应堆中用作热交换液.5.05g钠-钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气.则该溶液中氢氧根离子的物质的量浓度是
 
(忽略溶液体积变化).计算并确定该钠-钾合金的化学式为
 
(列出计算过程).

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH42SO4?FeSO4?6H2O,商品名称为莫尔盐,是一种复盐.一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定.与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体.三种盐的溶解度(单位为g/l00gH2O)见下表:
温度/℃ FeSO4?7H2O (NH42SO4 (NH42SO4?FeSO4?6H2O
10 20.0 73.0 17.2
20 26.5 75.4 21.6
30 32.9 78.0 28.1
实验用品:Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH42SO4、蒸馏水、无水乙醇.
实验步骤流程图:
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请完成以下实验记录:
(1)步骤I中用10% Na2CO3的热溶液处理铁屑的目的是
 
,经处理后的干燥铁屑质量记为m1
(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全).趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2
(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入
 
 g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同.)水配制成室温下(20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用
 
洗涤晶体.
(4)产品纯度的测定
先称取产品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+,达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL,则样品中的(NH42SO4?FeSO4?6H2O的质量分数?(列式计算)

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