Question

工業純堿中常含有少量的NaCl雜質．右圖是測定純堿樣品中Na₂CO₃質量分數的實驗裝置（氣密性良好，樣品質量為11.0g，裝置D的質量為172.2g）．操作步驟為：將樣品裝入廣口瓶中→打開止水夾，緩緩鼓入空氣數分鐘→連接裝置D→關閉止水夾，向盛有樣品的廣口瓶中滴加稀硫酸至不再產生氣泡→打開止水夾，再緩緩鼓入空氣數分鐘→稱量裝置D的質量為176.6g．（假設每套裝置均反應完全）．
（1）若去掉C裝置，則測定結果________（填序號）．
①偏大　　　　 ②偏小　　　　③不變　　　　 ④無法判斷
（2）開始時和結束時都要緩緩鼓入空氣數分鐘，其目的分別是________．
（3）計算純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數．

Answer 1

解：（1）去掉C裝置不用濃硫酸，就會將二氧化碳中的水分誤認為是二氧化碳，會導致二氧化碳的質量偏大，算出來的碳酸鈉質量也偏大，故結果偏大；
故答案為：①
（2）開始時：排出裝置中的CO₂，以免空氣中CO₂對結果有影響；結束時：使生成的CO₂全部被NaOH溶液吸收；
故答案為：開始時：排出裝置中的CO₂，以免空氣中CO₂對結果有影響；結束時：使生成的CO₂全部被NaOH溶液吸收；
（3）解：設樣品中Na₂CO₃的質量為x．
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x 176.6g-172.2g=4.4g


x=10.6 g
純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數為：×100%=96.4%
答：純堿樣品中Na₂CO₃的質量分數為96.4%
分析：（1）濃硫酸具有吸水性所以是用來干燥二氧化碳的；如果不用濃硫酸，就會將二氧化碳中的水分誤認為是二氧化碳，會導致二氧化碳的質量偏大，算出來的碳酸鈉質量也偏大，故結果偏大．
（2）開始時：排出裝置中的CO₂，以免空氣中CO₂對結果有影響；結束時：使生成的CO₂全部被NaOH溶液吸收
（3）由圖可以知道，裝置D是來吸收二氧化碳的，所以D裝置的中增加的質量即為二氧化碳的質量；可以根據二氧化碳的質量結合純堿與稀硫酸反應的化學方程式求算出碳酸鈉的質量，進而求出碳酸鈉的質量分數；
點評：解答這類題目時，首先，賞析問題情景找到實驗探究的反應原理，以及計算所要用到的數據；再根據實驗的反應原理，利用所稱取的樣品進行實驗探究，分析推斷出該物質的組成成分；然后，根據化學方程式計算出該樣品中某一成分的質量，將所求的該成分的質量除以所取樣品的質量，再乘以100%，得出所要探究的物質中該成分的含量；進而推算出其它成分的含量．