Question

已知某純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數(shù)，可用下圖中的裝置進行實驗。主要實驗步驟如下：

①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性

②將a g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液

③稱量盛有堿石灰的U形管的質量，為b g

④從分液漏斗滴入6 mol·L^－1的稀硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時為止

⑤從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣

⑥再次稱量盛有堿石灰的U形管的質量，為c g

⑦重復步驟⑤和⑥的操作，直到U形管的質量基本不變，為d g

請?zhí)羁蘸突卮饐栴}：

(1)在用托盤天平稱量樣品時，如果天平的指針向左偏轉，說明______________。

(2)裝置中干燥管B的作用是____________。

(3)如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結果________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

(4)步驟⑤的目的是__________________。

(5)步驟⑦的目的是__________________。

(6)該試樣中純堿的質量分數(shù)的計算式為____________________________________

(用含a、b、d的代數(shù)式表示)。

(7)還可以用其他實驗方法測定試樣中純堿的質量分數(shù)。請簡述一種不同的實驗方法。

Answer 1

答案　(1)樣品重，砝碼輕

(2)防止空氣中的CO₂和水蒸氣進入U形管

(3)偏高

(4)把反應產(chǎn)生的CO₂全部導入U形管中

(5)判斷反應產(chǎn)生的CO₂是否全部被排出并被U形管中的堿石灰吸收

(6)×100%

(7)將a g樣品溶解后加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，充分反應后過濾，將沉淀干燥后稱量得b g沉淀。由NaCl～AgCl得NaCl的質量為b g，則Na₂CO₃的質量為

(a－b) g，所以Na₂CO₃的質量分數(shù)為×100%。

解析　本題為定量綜合實驗題，主要考查常用儀器托盤天平的使用操作、干燥管的作用及實驗設計能力與評價能力。

(1)托盤天平稱量時，左盤放物品、右盤放砝碼，若指針左偏，說明左盤較重，也就是物品質量大于砝碼質量。

(2)通過稱量實驗開始和結束時U形管的質量，可以確定產(chǎn)生CO₂的質量，在U形管后接一個干燥管，可以防止空氣中的CO₂、水蒸氣等進入U形管，使實驗結果更為準確。

(3)因鹽酸是揮發(fā)性酸，生成的CO₂中會混有HCl，它不能被濃H₂SO₄除去，但可以被堿石灰吸收，也就是實驗結束后堿石灰的質量會偏大，測量的結果會偏高。

(4)CO₂的密度較大，生成的CO₂可能會殘留在錐形瓶中，鼓入空氣可使生成的CO₂全部導入U形管中。

(5)如果兩次稱量U形管的結果基本不變，說明錐形瓶中所有的CO₂都被堿石灰吸收了。

(6)Na₂CO₃＋H₂SO₄===Na₂SO₄＋H₂O＋CO₂↑

  106                                               44

  m(Na₂CO₃)                                    (d－b) g

所以，Na₂CO₃的質量分數(shù)為

×100%＝×100%

(7)該實驗的方法較多，比如可以稱量一定質量的樣品，加入足量的稀HNO₃使CO₂全部放出后滴加足量AgNO₃，過濾、洗凈沉淀，稱量后通過計算也能確定樣品的純度。其他方法只要原理正確，操作可行都是可以的。