Question

为测定Na₃CO₃与Na₂SO₃混合物中各组分的含量，取样品23.2g，用下图所示装置进行实验（铁架台、铁夹等仪器未在图中画出）：
（1）将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是：______．
（2）此实验还必须用到的最重要的仪器是______；装置F的作用是______
______．
（3）若实验室中各有以下常用试剂：a．浓硫酸；  b．品红溶液；c．酸性高锰酸钾溶液；d．饱和碳酸氢钠溶液；e．氢氧化钠溶液：f．无水硫酸铜；g．碱石灰；h．五氧化二磷；i．无水氯化钙．那么在B、D装置应该分别盛放的试剂是（填序号）：B______，D______．
已知装置c中装有品红溶液，但有人认为在c中若装品红溶液可能引起Na₂S0₃含量的测量结果比实际值偏高，理由是______．
（4）实验过程中，当仪器A内的固体反应完全后，需打开活塞K，向A中缓慢通入大量的空气．
这样做的目的是______．所通空气应先经过______试剂（填上述所供试剂的序号）处理，否则可能引起Na₂SO₃含量的测量结果比实际值______（填“偏高”、“偏低”或“没影晌”）．
（5）若装置E在实验完成时增重4.4g，则Na₂CO₃与Na₂SO₃的物质的量之比为______．

Answer 1

【答案】分析：由装置图可知，实验原理为：混合物中加入硫酸，转化为二氧化硫、二氧化碳，除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，进而计算各组分的质量分数．
（1）由于需要测定二氧化碳的质量，整套装置应气密性良好，故实验之前应检验装置的气密性；
（2）实验测定二氧化碳的质量，进而计算碳酸钠的质量，要计算质量分数，需要知道样品的总质量，故应需要用托盘天平称量样品的质量；
利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，故F装置目的是防止空气中的水蒸气、二氧化碳加入E装置中，影响测量结果；
（3）实验原理是除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，故进入装置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，故装置B的作用是除去气体中的二氧化硫，试剂保证吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，装置C的作用是具有二氧化硫是否除尽，装置D的作用是干燥气体；c中若装品红溶液，会溶解少量二氧化碳，导致测定二氧化碳的质量减小，计算所得碳酸钠的质量偏小，引起测定的Na₂S0₃质量增大；
（4）装置内会残留部分二氧化碳，应使二氧化碳区别被装置E中药品吸收，故通入大量的空气目的是排尽装置内的二氧化碳，使生成的二氧化碳能够全部装置E中药品吸收．由于空气中含有二氧化碳，应先除去空气中的二氧化碳．若不除去空气中的二氧化碳，导致测定二氧化碳的质量增大，计算所得碳酸钠的质量增大，引起测定的Na₂S0₃质量减小；
（5）装置E在实验完成时增重4.4g为二氧化碳的质量，物质的量为=0.1mol，根据碳元素守恒可知混合物中碳酸钠的质量为0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亚硫酸钠的质量为23.2g-10.6g=12.6g，物质的量为=0.1mol，据此计算．
解答：解：由装置图可知，实验原理为：混合物中加入硫酸，转化为二氧化硫、二氧化碳，除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，进而计算各组分的质量分数．
（1）由于需要测定二氧化碳的质量，整套装置应气密性良好，故实验之前应检验装置的气密性，故答案为：检验装置的气密性；
（2）实验测定二氧化碳的质量，进而计算碳酸钠的质量，要计算质量分数，需要知道样品的总质量，故应需要用托盘天平称量样品的质量；
利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，故F装置目的是防止空气中的水蒸气、二氧化碳加入E装置中，影响测量结果，
故答案为：托盘天平；防止空气中的水蒸气、二氧化碳加入E装置中；
（3）实验原理是除去反应生成的二氧化硫，利用E装置的增重确定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算混合物中碳酸钠的质量，故进入装置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，故装置B的作用是除去气体中的二氧化硫，试剂保证吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，故选择c．酸性高锰酸钾溶液；装置C的作用是具有二氧化硫是否除尽，装置D的作用是干燥气体，选择试剂为a（浓硫酸）；c中若装品红溶液，会溶解少量二氧化碳，导致测定二氧化碳的质量减小，计算所得碳酸钠的质量偏小，引起测定的Na₂S0₃质量增大，导致Na₂SO₃含量偏高，
故答案为：c；a；部分二氧化碳溶液品红溶液；
（4）装置内会残留部分二氧化碳，应使二氧化碳区别被装置E中药品吸收，故通入大量的空气目的是排尽装置内的二氧化碳，使生成的二氧化碳能够全部装置E中药品吸收．
由于空气中含有二氧化碳，应先除去空气中的二氧化碳．若不除去空气中的二氧化碳，导致测定二氧化碳的质量增大，计算所得碳酸钠的质量增大，引起测定的a₂S0₃质量减小，导致Na₂SO₃含量偏低，可以使空气先通过e．氢氧化钠溶液除去含有的二氧化碳，
故答案为：使生成的二氧化碳能够全部装置E中药品吸收；e；偏低；
（5）装置E在实验完成时增重4.4g为二氧化碳的质量，物质的量为=0.1mol，根据碳元素守恒可知混合物中碳酸钠的质量为0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亚硫酸钠的质量为23.2g-10.6g=12.6g，物质的量为=0.1mol，所以则Na₂CO₃与Na₂SO₃的物质的量之比为0.1mol：0.1mol=1：1，
故答案为：1：1．
点评：本题考查学生对实验原理的理解、物质组成的测定等，难度中等，理解原理是关键，需要学生具有扎实的基础知识与综合运用知识分析解决问题的能力．