Question

實驗室有NH₄HCO₃和NaHSO₃的干燥粉狀混合物，某興趣小組為測定其中NH₄HCO₃的含量，設計了用在混合物中加酸的實驗方法來測定其質量分數．回答以下問題：
（1）化學小組主要選用了下列藥品和儀器進行實驗．（圖中每種儀器裝置只選用了一次，鐵架臺等固定儀器未畫出）

請按氣流由左向右的方向，儀器連接順序是（填儀器的接口字母a、b…）
a→______→______→______→______→f→g→______→______．
（2）實驗開始，混合物加酸前，A裝置需要鼓入空氣，作用是______；加酸后A裝置再次鼓入空氣的作用是______．
（3）E裝置的作用是______．
（4）實驗中，若C瓶中溶液褪色，則測定結果可能會偏______（填“高”或“低”）．為了確保實驗中C瓶溶液不褪色，若取樣品的質量為m g，實驗前 E中所裝 a mol?L^-1的KMnO₄溶液體積（V）不少于______ mL．
（5）若混合物樣品質量為13.1g，充分作用后堿石灰增重4.4g，則混合物中NH₄HCO₃的質量分數為______．
（6）從定量測定的準確性考慮，該套裝置還應作進一步的改進是______．
可能用到的相對原子質量：H～1  C～12  N～14  O～16  Na～23  S～32．

Answer 1

【答案】分析：（1）本題實驗原理是向混合物中加酸產生二氧化碳和二氧化硫氣體，用高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后通過品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，接著將氣體通過濃硫酸干燥，最后用堿石灰吸收二氧化碳氣體，堿石灰增加的質量即為二氧化碳氣體的質量；
（2）實驗開始，混合物加酸前，A裝置需要鼓入空氣目的是排出系統中的二氧化碳氣體，加酸后再次鼓入空氣的作用是使生成的氣體全部進入后續裝置；
（3）高錳酸鉀溶液的作用是吸收二氧化硫氣體；
（4）若品紅溶液褪色，說明二氧化硫氣體沒有除盡，將被堿石灰吸收，所以堿石灰質量將偏大，再根據實驗原理分析，根據二氧化硫和高錳酸鉀之間的關系式計算；
（5）堿石灰增重4.4g，二氧化碳物質的量為0.1mol，由碳元素守恒，碳酸氫銨物質的量也為0.1mol，碳酸氫銨質量為7.9g，最后求出NH₄HCO₃的質量分數；
（6）堿石灰能吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣．
解答：解：（1）本題實驗原理是向混合物中加酸產生二氧化碳和二氧化硫氣體，用高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后通過品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，接著將氣體通過濃硫酸干燥，最后用堿石灰吸收二氧化碳氣體，堿石灰增加的質量即為二氧化碳氣體的質量．所以裝置連接順序是aihdefgbc，故答案為：i h d e b c；       
（2）實驗開始，混合物加酸前，A裝置需要鼓入空氣目的是排出系統中的二氧化碳氣體，加酸后再次鼓入空氣的作用是使生成的氣體全部進入后續裝置，
故答案為：排出裝置中原有空氣；將生成的氣體全部送入后續裝置；
（3）高錳酸鉀溶液的作用是吸收二氧化硫氣體，防止二氧化硫對測定結果的影響，故答案為：吸收二氧化硫氣體，防止二氧化硫對測定結果的影響；
（4）若品紅溶液褪色，說明二氧化硫氣體沒有除盡，將被堿石灰吸收，所以堿石灰質量將偏大，根據實驗原理分析可知二氧化碳氣體的質量偏大，則混合物中NH₄HCO₃偏大，測定結果將偏高；
高錳酸鉀溶液有強氧化性，能將二氧化硫氧化生成硫酸根離子，反應方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄，假設樣品全部是亞硫酸氫鈉，根據硫原子守恒得二氧化硫的物質的量=，
根據二氧化硫和高錳酸鉀之間的關系式得，高錳酸鉀的體積==，
故答案為：高，；
（5）堿石灰增重4.4g，即二氧化碳物質的量為0.1mol，由碳元素守恒，碳酸氫銨物質的量也為0.1mol，碳酸氫銨質量為7.9g，NH₄HCO₃的質量分數為%=60.3%，故答案為：60.3%．
（6）堿石灰與大氣相通，堿石灰能吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，所以應在堿石灰后面再連接一個裝有堿石灰的裝置，
故答案為：在B之后再接一個阻止空氣中水和二氧化碳進入B的裝置．
點評：本題主要目的是測定二氧化碳氣體的質量，但二氧化硫也能被堿石灰吸收，所以在吸收二氧化碳氣體前應將二氧化硫氣體除盡，除去二氧化硫氣體一般用酸性高錳酸鉀溶液或溴水，再用品紅溶液檢驗二氧化硫氣體是否除盡．