Question

已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。（提示：碱石灰是生石灰与氢氧化钠的混合物，可以吸收水和二氧化碳）

主要实验步骤如下：① 按图组装仪器，并检验装置的气密性
② 将10.0 g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到20.0g
④ 从分液漏斗滴入6mol·L^－1的硫酸，直到不再产生气体时为止
⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到22.0g
⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为22.2g
请填空和回答问题：
（1）装置中干燥管B的作用                      _________________________。如果没有连接该干燥管，测试的结果              (填偏高、偏低或不变）。
（2）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果           (填偏高、
偏低或不变）。
（3）步骤⑤的目的是                                ___________________，如果没有进行步骤⑤的操作，测试的结果________________（填偏高、偏低或不变）。
（4）试样中纯碱的质量分数为___________________。

Answer 1

（1）防止空气中的CO₂和H₂O进入U型管中（2分）；偏高（2分）
（2）偏高（2分）
（3）把反应中的CO₂全部导入U型管中（2分）；偏低（2分）
（4）53.0%

试题分析：（1）U型管中的碱石灰是为了吸收反应生成的二氧化碳，但空气中也存在二氧化碳，干燥管B的作用就是防止空气中的二氧化碳和水分进入U型管，对结果产生误差，空气中的水和二氧化碳进入装置，被误认为是二氧化碳，所以二氧化碳的质量偏大，算出的碳酸钠的质量也会偏大的，所以结果会偏大；
答案为：防止空气中的CO₂和水汽进入U型管中；偏高。
（2）由于盐酸具有挥发性，也会随着二氧化碳进入U型管，被误认为是二氧化碳，所以二氧化碳的质量偏大，算出的碳酸钠的质量也会偏大的，所以结果会偏大；
答案为：偏高；
（3）由于反应完了锥形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空气就是将残留的二氧化碳完全排入U型管；没有步骤⑤，有残留的CO₂没有反应，测试结果偏低。
答案为：把反应产生的CO₂全部导入U型管中；偏低。
（4）设需要碳酸钠的质量为X则：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                      22.2-20.0
列比例式：＝
解得X=5.3g；
所以试样中纯碱的质量分数为
×100%=53.0%；
答案：53.0%