Question

6．工业纯碱中常含有少量的氯化钠，某校兴趣小组设计实验欲测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数ω（Na₂CO₃），提出不同的实验方案：
甲、乙同学均采用了通过测定反应生成的CO₂的量来间接测定碳酸钠质量的方案，设计之装置分别如图：

（1）甲、乙两同学均设计在反应停止后缓缓鼓入空气数分钟，该步骤的目的是：将装置中生成的CO₂全部排入C装置中．
（2）请你比较甲、乙两同学设计之装置，指出它们各自的优点．
①甲装置：在A、C中加入B装置，防止了水蒸气对测定的影响；
②乙装置：D装置防止了通入空气时引入CO₂的干扰．
（3）兴趣小组经讨论后，组装成如图丙实验装置：
指导老师指出：该装置仍然存在缺陷，会造成实验误差．你认为缺陷在哪里？如何改进？
①装置缺陷：C装置中的碱石灰会吸收空气中CO₂和水蒸气，从而影响测定结果．
②改进方法：在C装置之后再连接一个盛有碱石灰的干燥管．
（4）用改进后的装置做实验：取样品ag，使之与稀硫酸充分反应，测得反应前C仪器和药品的质量为b g，反应后C仪器和药品的质量为cg．
ω（Na₂CO₃）═$\frac{53（c-b）}{22a}$
（5）丙和丁同学都提出了用沉淀法测定CO₃^2-的方案：
丙方案：加入氯化钙溶液使CO₃^2-完全沉淀，过滤、洗涤、干燥、称量，计算碳酸钠的质量分数．
丁方案：加入氯化钡溶液使CO₃^2-完全沉淀，过滤、洗涤、干燥、称量，计算碳酸钠的质量分数．
从实验误差角度分析，丙方案劣于丁方案（填“优于”、“劣于”或“等同于”）．

Answer 1

分析 （1）缓缓通入空气数分钟，将装置中生成的CO₂全部排入C装置中，以免影响测量结果；
（2）①B装置中的浓硫酸能干燥二氧化碳；
②D装置中的氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳；
（3）①C装置直接与空气相通，会吸收空气中CO₂和水蒸气；
②在C的后面连接一个能吸收CO₂和水蒸气的装置；
（4）测得反应前C仪器和药品的质量为bg，反应后C仪器和药品的质量为cg，则二氧化碳的质量为（c-b）g，根据方程式计算碳酸钠的质量，再计算碳酸钠的质量分数；
（5）碳酸钙的式量小于碳酸钡，称量时误差较大．

解答 解：（1）反应停止后缓缓鼓入空气数分钟，将装置中生成的CO₂全部排入C装置中，使二氧化碳全部被碱石灰吸收，以免影响测量结果，
故答案为：将装置中生成的CO₂全部排入C装置中；
（2）①B装置中的浓硫酸能干燥二氧化碳，可以防止了水蒸气进入C装置，从而对测定的结果产生影响；
故答案为：在A、C中加入B装置，防止了水蒸气对测定的影响；
②D装置中的氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳，向装置中鼓入空气时，能够排除空气中二氧化碳的干扰；
故答案为：D装置防止了通入空气时引入CO₂的干扰；
（3）①C装置直接与空气相通，会吸收空气中CO₂和水蒸气，使C装置的质量偏大，产生误差；
故答案为：C装置中的碱石灰会吸收空气中CO₂和水蒸气，从而影响测定结果；
②在C的后面连接一个能吸收CO₂和水蒸气的装置，所以在C装置之后再连接一个盛有碱石灰的干燥管，可以防止空气中CO₂和水蒸气进入C中；
故答案为：在C装置之后再连接一个盛有碱石灰的干燥管；
（4）测得反应前C仪器和药品的质量为bg，反应后C仪器和药品的质量为cg，则二氧化碳的质量为（c-b）g，
  Na₂CO₃～～～～CO₂
   106         44；
    mg       （c-b）g
解得m=$\frac{106（c-b）}{44}$=$\frac{53（c-b）}{22}$g，则ω（Na₂CO₃）═$\frac{53（c-b）}{22a}$；
故答案为：$\frac{53（c-b）}{22a}$；
（5）丙和丁同学都提出了用沉淀法测定CO₃^2-的方案，两种实验方法相同，但是碳酸钙的式量小于碳酸钡，相同物质的量两种物质，碳酸钡的质量较大，称量时误差较小，所以丙方案劣于丁方案；
故答案为：劣于．

点评 本题考查了物质含量测定方法的综合应用，题目涉及装置作用的分析判断、实验方案设计与评价等，掌握实验基本操作是解题关键，题目难度中等．