Question

纯碱中常含有少量的NaCl等杂质，利用下图仪器装置可用来测定纯碱中Na₂CO₃的质量分数。

图中：1．空气  2．某溶液  3．纯碱  4．稀硫酸  6．碱石灰

其实验步骤是：

a．按上图所示，组装好实验仪器，并检查其气密性；

b．准确称量盛有碱石灰的干燥管D的质量（设为m₁ g）；

c．准确称量一定量的纯碱（设为n g）；并将其放进广口瓶内；

d．从分液漏斗中缓缓滴入一定量稀硫酸，并从“1”处缓缓鼓入空气，至B反应器中不再产生气体为止。

e．准确称量干燥管D的总质量（设为m₂ g）。

根据上述实验，回答下列问题：

（1）该实验进行至操作d时，要缓缓鼓入空气，鼓入空气的作用是　　　　　　   。装置A中盛装的液体“2”应选用　　　　　　   ；装置A的作用是　　　　　　   。如果撤去装置A，直接向装置B中缓缓鼓入空气，则会导致实验测定结果　　　　 （填偏大、偏小和不变）。

（2）在空白格内画出装置C及试剂；装置C盛放的试剂“5”是　　　　　　 ；说明装置C的作用是　　　　　　 ；如果撤去装置C，则会导致实验测定结果　　　　　　 。（填偏大、偏小和不变）

（3）根据此实验，计算纯碱中Na₂CO₃的质量分数的数学式为　　  （用m₁、m₂、n表示）。

（4）装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　  。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）把反应器B中产生的二氧化碳气体送入干燥管D中；NaOH溶液；除去空气中的二氧化碳；偏大 （2）浓硫酸；干燥二氧化硫（吸水）；偏大 （3）×100% （4）防止空气中水蒸气、二氧化碳气体进入干燥管D

提示：

本实验的目的是测定纯碱样品中碳酸钠的纯度。主要反应在装置B中进行。纯碱与稀硫酸反应产生的二氧化碳，通入D中会使D中的碱石灰增重，通过称量装置D中碱石灰的质量变化，即可测知产生二氧化硫的量，从而计算出样品中碳酸钠的质量和质量分数。 （1）为了将稀硫酸和纯碱样品反应产生的二氧化碳气体送入干燥管中，在实验进行至操作d时，要缓缓鼓入空气，但空气中含有二氧化碳，所以在空气进入装置B之前，应用氢氧化钠溶液除去其中的二氧化碳，故A中所盛溶液为氢氧化钠。如果撤去A装置，空气中的二氧化碳会随着装置B中产生的二氧化碳一起进入干燥管D，从而导致结果偏大。 （2）由于纯碱样品与稀硫酸反应时，可能产生水蒸气，如果水蒸气随着产生的二氧化碳进入干燥管D，会导致测定结果偏大，所以应在C中加入干燥剂进行干燥。由于二氧化碳是酸性气体，应选择浓硫酸作干燥剂。 （3）通过称量干燥管D中碱石灰的质量变化，即吸收的二氧化碳的质量，根据以下关系，即可求出碳酸钠质量，从而求出样品的纯度。 Na2CO3   ～   CO2 106            44 x            m2－m1            x= 碳酸钠的纯度为×100% （4）干燥管D右端也可能有空气进入，装置E中的碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止其进入D影响测定结果。 错因分析：A中盛有的液体选用澄清的石灰水。因为氢氧化钙在水中的溶解度很小，不能确保将二氧化碳除净。