Question

已知某純堿粗產品僅含有NaCl雜質，為測定該純堿粗產品中純堿的質量分數，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗裝置，取
10.0g粗產品進行實驗．

[說明]堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物，能吸收水和二氧化碳．E裝置中的飽和NaHCO₃溶液是為了除去二氧化碳氣體中的氯化氫，發生的反應為NaHCO₃+HC1=NaCl+CO₂↑+H₂O．
實驗主要操作步驟如下：
①連接好裝置，檢查氣密性；②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；③稱量 G的質量；④關閉彈簧夾C，慢慢滴加濃鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾C，再次緩緩通入一段時間空氣；⑥再次稱量 G的質量，測得質量增加了0.48g．
請回答下列問題
（1）F中的試劑應為

濃H₂SO₄

．
（2）B裝置的作用是

吸收空氣中的CO₂

，B裝置中發生反應的化學方程式為：

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

．
（3）H裝置的作用是

防止空氣中的CO₂和H₂O被G裝置吸收

．
（4）事實上10.0g粗產品只能產生0.40gCO₂．請你仔細分析上述實驗，解釋G的質量增加了0.48g的原因（假設操作均正確）

濃HCl揮發后和NaHCO₃反應生成了CO₂

．

Answer 1

分析：（1）為防止水對裝置G中堿石灰的影響，氣體進入裝置G前應進行干燥處理，所以，裝置F應加入液體干燥劑；
（2）裝置B內盛放的氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳，當向裝置內通入空氣時，裝置B中的氫氧化鈉可以把空氣中二氧化碳除去而避免了二氧化碳對實驗的影響；
（3）裝置G中的堿石灰若直接與空氣相通，堿石灰吸收空氣中的水或二氧化碳而影響實驗的結果；連接一個裝有堿石灰的裝置H可以避免這個影響；
（5）對比探究實驗中所得二氧化碳質量與實際可得二氧化碳的質量，分析造成實驗探究中二氧化碳氣體質量偏大的操作原因．

解答：解：（1）為防止水對G裝置中堿石因吸收水而影響對二氧化碳質量的測定，需要在裝置G前用濃硫酸吸收氣體中的水；所以，裝置F中應加入濃硫酸；
（2）二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；裝置B中的氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，避免了空氣中的二氧化碳會對實驗中二氧化碳質量的產生影響；
（3）裝置H中的堿石灰可吸收空氣中的二氧化碳和水，防止裝置G因吸收空氣中二氧化碳和水而影響實驗對產生二氧化碳質量的測定；
（4）事實上10.0g粗產品只能產生0.44g CO₂，而在探究過程中所稱得的二氧化碳質量卻為了0.48g＞0.44g，說明實驗過程中還存在產生二氧化碳的反應；使用鹽酸與樣品反應時，產生的氣體二氧化碳中混有揮發出的HCl氣體，該氣體通入碳酸氫鈉溶液時鹽酸與之發生反應產生的二氧化碳使得測定結果偏大；
故答案為：（1）濃H₂SO₄；（2）吸收空氣中的CO₂； CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；（3）防止空氣中的CO₂和H₂O被G裝置吸收；（4）濃HCl揮發后和NaHCO₃反應生成了CO₂．

點評：采取化學變化測定混合物中某組成成分的含量時，對反應中某物質質量的測量將直接影響最終的探究結果，因此在設計時要對實驗的雜質氣體進行去除以達到準確的測量結果．