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。

主要实验步骤如下：

①按图组装仪器，并检查装置的气密性；  ②将a 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形管的质量，得到b g；  ④从分液漏斗滴入6 mol·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形管的质量，得到c g；  ⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，为d g。

请完成下列问题：

（1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明_________________。

（2）装置中干燥管B的作用是______________________________________________。

（3）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”）。

（4）步骤⑤的目的是_______________________________。

（5）步骤⑦的目的是_______________________________。

（6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为_________________。

（7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。

Answer 1

（1）样品重，砝码轻

（2）防止空气中的CO₂和水汽进入U形管中

（3）偏高

（4）把反应产生的CO₂全部导入U形管中

（5）判断反应产生的CO₂是否全部排出，并被U形管中的碱石灰吸收

（6）×100%

（7）答案略（见解析）。

解析：（1）托盘天平称量时，左盘放药品，右盘放砝码，若指针左偏，说明左盘较重，也就是药品质量大于砝码质量。（2）通过称量实验开始和结束时U形管的质量，可以确定产生CO₂的质量，在U形管后接一个干燥管，可以防止空气中的CO₂、水蒸气等进入U形管，使实验结果更为准确。（3）因盐酸是挥发性酸，生成的CO₂中会混有HCl，它不能被浓H₂SO₄除去，但可以被碱石灰吸收，也就是实验结束后碱石灰的质量会偏大，测量的结果会偏高。（4）CO₂的密度较大，生成的CO₂可能会残留在锥形瓶中，鼓入空气可让生成的CO₂全部导入U形管中。（5）如果两次称量U形管的结果基本不变，说明锥形瓶中所有的CO₂都被碱石灰吸收了。

（6）Na₂CO₃+H₂SO₄====Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑

          106 g                                             44 g

      m(Na₂CO₃)                                      (d-b) g

所以，Na₂CO₃的质量分数为：×100%=×100%

（7）该实验的方法较多，比如可以称量一定质量的样品，加入足量的稀HNO₃使CO₂全部放出后滴加足量AgNO₃，过滤洗净沉淀，称量后通过计算也能确定样品的纯度。其他方法只要原理正确，操作可行都是可以的。