Question

Na₂CO₃是一種重要的化工原料，某學生甲擬在實驗室中測量Na₂CO₃的純度。他利用圖1中給出的儀器設計了如圖2所示的裝置（本題裝置圖中所用塞子均未畫出；雜質不參與反應），其中M容器中盛有Na₂CO₃樣品10.0 g，分液漏斗盛有稀硫酸，N容器內為堿石灰固體。他利用堿石灰的增重來求算Na₂CO₃的純度。

   

         圖1　　　　　　　　　　　　　　　    圖2

（1）學生乙認為，按學生甲設計的裝置進行實驗，存在明顯缺陷，其中導致測定結果偏低的是__________。

（2）學生乙對學生甲設計的實驗裝置進行了完善（如圖3）。實驗室中可供選擇的藥品：Zn、濃硫酸、稀硫酸、NaOH溶液、堿石灰、CaCO₃、水。請回答下列問題：

圖3

①B、D虛框內是否需要添加裝置，若需要，在相應虛框內畫出裝置圖（并注明藥品）；若不需要，在相應虛框內打“×”；

②A裝置中分液漏斗內液體為__________；U形管內藥品為__________；裝置F的作用為__________；

③如果B、D內部不設計任何裝置而直接連通ACE，則實驗結果將__________（填“偏高”“偏低”或“無影響”）；

④如果實驗后E裝置質量增重3.96 g，則該Na₂CO₃試樣的純度為__________。

Answer 1

（1）M中殘留CO₂未能被吸收

（2）①

②稀硫酸　Zn　吸收空氣中CO₂和水蒸氣　③偏高　④95.4%

解析:

（1）甲同學設計裝置明顯缺陷為CO₂不能完全被堿石灰吸收，故殘留在M中的CO₂不能被吸收，可導致測定結果偏低。

（2）②A裝置作用為產生H₂，從而將C中CO₂排入E被吸收，故A中分液漏斗內液體為稀硫酸，U形管內為Zn。F裝置作用為吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止進入E裝置。

③B裝置作用為干燥氫氣，D裝置作用為干燥CO₂，若無B、D裝置，則E中質量增加偏大，故結果偏大。

④n（CO₂）=0.09 mol，m（Na₂CO₃）=9.54 g，Na₂CO₃試樣純度為×100%=95.4%。