Question

工业纯碱中常含有NaCl、Na₂SO₄等杂质，为了测定工业纯碱中Na₂CO₃的含量，某同学设计了如图装置：
试回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为：

 

．
（2）装置D的作用是

 

．
（3）利用上述装置进行实验，即使气密性良好，并缓慢滴加了过量的稀硫酸使反应完全，装置C中装有足量碱石灰，其他操作也正确，测定结果还是偏低，原因可能是：

 

．
（4）实验前所取工业纯碱质量为mg，装置C中碱石灰和U形管的总质量为m₁g，加入足量稀硫酸，反应结束后，装置C中碱石灰和U形管的总质量变为m₂g，则上述实验中测得的工业纯碱中Na₂CO₃的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：实验实验原理是：纯碱和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，经浓硫酸干燥后被碱石灰吸收，根据二氧化碳的质量可确定纯碱的含量，但本题实验存在缺陷，即装置内残留的二氧化碳不能被完全吸收，C连接D可防止空气中水、二氧化碳进入C中，导致实验结果偏大，以此解答该题．

解答： 解：（1）纯碱和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，发生反应为Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，故答案为：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）C连接D可防止空气中水、二氧化碳进入C中，导致实验结果偏大，干扰碳酸钠含量的测定，故答案为：防止空气中的CO₂、H₂O进入U形管，干扰碳酸钠含量的测定；
（3）装置A、B中残留的二氧化碳不能被完全吸收，应通入氮气将二氧化碳赶出，否则会导致含量偏小，
故答案为：反应产生的CO₂在装置A、B中有残留或者CO₂未能被装置C中的碱石灰完全吸收；
（4）装置C中碱石灰吸收的为二氧化碳，m（CO₂）=（m₂-m₁）g，n（Na₂CO₃）=n（CO₂）=

m2-m1

44

mol，m（Na₂CO₃）=

106(m2-m1)

44

g，
所以工业纯碱中Na₂CO₃的质量分数为

106(m2-m1)

44m

×100%，
故答案为：

106(m2-m1)

44m

×100%．

点评：本题考查物质的含量的测定的实验设计，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验的原理和操作方法，难度中等．