Question

为测定Na₂CO₃与Na₂SO₃混合物中各组分的含量，取样品23.2g以如图所示装置进行实验：（铁架台、铁夹等仪器未在图中画出）

（1）仪器F的作用是______．
（2）已知仪器C中装有品红溶液，其作用是______，有人提出该溶液可能引起Na₂CO₃含量的测量结果比实际值偏低，理由是______．
（3）实验室中备有以下常用试剂：a．浓硫酸　b．品红溶液　c．酸性高锰酸钾溶液　d．氢氧化钠溶液 e．无水硫酸铜 f．碱石灰　g．五氧化二磷 h．无水氯化钙，
请将下列容器中应盛放的试剂序号填入相应空格：B中______，D中______，E中______．
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中通入大量的空气．这样做的目的是使A、B、C、D各仪器中残留的CO₂进入E被充分吸收．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“没影响”）．
（4）若仪器E在试验完成时增重4.4g，则Na₂CO₃与Na₂SO₃的物质的量之比为______，其中4.4g数值获得的方法是______．

Answer 1

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）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：防止空气中的水蒸气、二氧化碳加入E装置中；
（2）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，装置C的作用是检验二氧化硫是否除尽；
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，Na₂CO₃含量的测量结果偏低，
故答案为：检验二氧化硫是否除尽；部分二氧化碳溶解在品红溶液中；
（3）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D的作用是干燥气体，选择试剂为a（浓硫酸）；
E装置吸收生成的二氧化碳，可以用碱石灰吸收，故选f；
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d氢氧化钠溶液或f碱石灰除去含有的二氧化碳；
故答案为：c；a；f；d或f；偏低；
（4）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，实验前后称量盛有干燥剂的E质量，求出质量差即可获得4.4g；
故答案为：1：1；实验前后称量盛有干燥剂的E质量，求出质量差即可．
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）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；
（2）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，装置C的作用是检验二氧化硫是否除尽；
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；
（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的作用是检验二氧化硫是否除尽，装置D的作用是干燥气体；
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；
（4）装置E在实验完成时增重4.4g为二氧化碳的质量，计算二氧化碳的物质的量，根据碳元素守恒可知混合物中碳酸钠的质量，总质量减碳酸钠的质量等于亚硫酸钠的质量，进而亚硫酸钠的物质的量，据此计算；
实验前后称量盛有干燥剂的E质量，求出质量差即可获得4.4g．
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．