Question

工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量的NaCl雜質，某校研究性活動小組為了測定混合物中純堿的質量分數(shù)，擬使用如圖實驗裝置，先測定一定量的樣品和酸反應放出二氧化碳的質量，再計算混合物中純堿的質量分數(shù)．
（1）甲裝置的作用是

 

；戊裝置的作用是

 

；
（2）乙裝置反應結束后再通數(shù)分鐘空氣的作用是

 

，甲裝置反應的化學方程式是

 

．
（3）若去掉丙裝置，測得的CO₂質量會

 

（填“偏大”或“偏小”）．
（4）若取ng樣品裝入廣口瓶，且反應前填滿堿石灰的干燥管丁總質量為mg，實驗結束后稱得干燥管丁的總質量為w，則Na₂CO₃質量分數(shù)的計算式為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響丁中二氧化碳質量的測定，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入丁中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定；
空氣中二氧化碳、水蒸氣進入丁中影響二氧化碳的質量測定，導致測定二氧化碳的質量增大，戊裝置的作用是吸收空氣中二氧化碳中和水蒸氣，防止進入裝置丁中；
（2）乙裝置反應結束后，裝置中含有二氧化碳，不將二氧化碳排盡，會使測定的二氧化碳的質量偏小，故反應后應再通空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使之被丁裝置吸收；裝置甲中二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉與水；
（3）從裝置乙中產(chǎn)生導出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會使丁中測定的二氧化碳的質量增大；
（4）由題意可知，反應生成的二氧化碳的質量為（w-m）g，計算二氧化碳的物質的量，根據(jù)碳元素守恒二氧化碳的物質的量等于樣品中碳酸鈉的物質的量，計算樣品中碳酸鈉的質量，再利用質量分數(shù)的定義計算．

解答： 解：（1）實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響丁中二氧化碳質量的測定，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入丁中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定，裝置甲的作用是吸收空氣中的二氧化碳；
空氣中二氧化碳、水蒸氣進入丁中影響二氧化碳的質量測定，導致測定二氧化碳的質量增大，戊裝置的作用是吸收空氣中二氧化碳中和水蒸氣，防止進入裝置丁中，
故答案為：吸收空氣中的二氧化碳；吸收空氣中二氧化碳中和水蒸氣，防止進入裝置丁中；
（2）乙裝置反應結束后，裝置中含有二氧化碳，不將二氧化碳排盡，會使測定的二氧化碳的質量偏小，故反應后再通空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使之全部被丁裝置吸收，裝置甲中空氣中二氧化碳碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉與水，反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，
故答案為：排出裝置中的二氧化碳氣體，使之都被丁處堿石灰完全吸收；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（3）從裝置乙中產(chǎn)生導出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會使丁中測定的二氧化碳的質量增大，導致測定的樣品中碳酸鈉的質量增大，測定的碳酸鈉質量分數(shù)偏大，故答案為：偏大；
（4）由題意可知，反應生成的二氧化碳的質量為（w-m）g，二氧化碳的物質的量為

(w-m)g

44g/mol

=

w-m

44

mol，根據(jù)碳元素守恒可知樣品中碳酸鈉的物質的量為

w-m

44

mol，樣品中碳酸鈉的質量為

w-m

44

mol×106g/mol=

53(w-m)

22

g，樣品中碳酸鈉質量分數(shù)為

53(w-m) 22 g

ng

×100%=

53(w-m)

22n

×100%，
故答案為：

53(w-m)

22n

×100%．

點評：本題考查學生對實驗原理及裝置理解、對操作的評價、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，根據(jù)物質的化學性質，要認真分析，把握實驗設計的每個步驟中的實驗目的．