Question

為測定Na₃CO₃與Na₂SO₃混合物中各組分的含量，取樣品23.2g，用下圖所示裝置進行實驗（鐵架臺、鐵夾等儀器未在圖中畫出）：
（1）將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是：______．
（2）此實驗還必須用到的最重要的儀器是______；裝置F的作用是______
______．
（3）若實驗室中各有以下常用試劑：a．濃硫酸；  b．品紅溶液；c．酸性高錳酸鉀溶液；d．飽和碳酸氫鈉溶液；e．氫氧化鈉溶液：f．無水硫酸銅；g．堿石灰；h．五氧化二磷；i．無水氯化鈣．那么在B、D裝置應該分別盛放的試劑是（填序號）：B______，D______．
已知裝置c中裝有品紅溶液，但有人認為在c中若裝品紅溶液可能引起Na₂S0₃含量的測量結果比實際值偏高，理由是______．
（4）實驗過程中，當儀器A內的固體反應完全后，需打開活塞K，向A中緩慢通入大量的空氣．
這樣做的目的是______．所通空氣應先經過______試劑（填上述所供試劑的序號）處理，否則可能引起Na₂SO₃含量的測量結果比實際值______（填“偏高”、“偏低”或“沒影晌”）．
（5）若裝置E在實驗完成時增重4.4g，則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質的量之比為______．

Answer 1

【答案】分析：由裝置圖可知，實驗原理為：混合物中加入硫酸，轉化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算混合物中碳酸鈉的質量，進而計算各組分的質量分數．
（1）由于需要測定二氧化碳的質量，整套裝置應氣密性良好，故實驗之前應檢驗裝置的氣密性；
（2）實驗測定二氧化碳的質量，進而計算碳酸鈉的質量，要計算質量分數，需要知道樣品的總質量，故應需要用托盤天平稱量樣品的質量；
利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質量，故F裝置目的是防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳加入E裝置中，影響測量結果；
（3）實驗原理是除去反應生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算混合物中碳酸鈉的質量，故進入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，故裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑保證吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，裝置C的作用是具有二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體；c中若裝品紅溶液，會溶解少量二氧化碳，導致測定二氧化碳的質量減小，計算所得碳酸鈉的質量偏小，引起測定的Na₂S0₃質量增大；
（4）裝置內會殘留部分二氧化碳，應使二氧化碳區(qū)別被裝置E中藥品吸收，故通入大量的空氣目的是排盡裝置內的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部裝置E中藥品吸收．由于空氣中含有二氧化碳，應先除去空氣中的二氧化碳．若不除去空氣中的二氧化碳，導致測定二氧化碳的質量增大，計算所得碳酸鈉的質量增大，引起測定的Na₂S0₃質量減小；
（5）裝置E在實驗完成時增重4.4g為二氧化碳的質量，物質的量為=0.1mol，根據碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質量為23.2g-10.6g=12.6g，物質的量為=0.1mol，據此計算．
解答：解：由裝置圖可知，實驗原理為：混合物中加入硫酸，轉化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算混合物中碳酸鈉的質量，進而計算各組分的質量分數．
（1）由于需要測定二氧化碳的質量，整套裝置應氣密性良好，故實驗之前應檢驗裝置的氣密性，故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（2）實驗測定二氧化碳的質量，進而計算碳酸鈉的質量，要計算質量分數，需要知道樣品的總質量，故應需要用托盤天平稱量樣品的質量；
利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質量，故F裝置目的是防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳加入E裝置中，影響測量結果，
故答案為：托盤天平；防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳加入E裝置中；
（3）實驗原理是除去反應生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算混合物中碳酸鈉的質量，故進入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，故裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑保證吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，故選擇c．酸性高錳酸鉀溶液；裝置C的作用是具有二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體，選擇試劑為a（濃硫酸）；c中若裝品紅溶液，會溶解少量二氧化碳，導致測定二氧化碳的質量減小，計算所得碳酸鈉的質量偏小，引起測定的Na₂S0₃質量增大，導致Na₂SO₃含量偏高，
故答案為：c；a；部分二氧化碳溶液品紅溶液；
（4）裝置內會殘留部分二氧化碳，應使二氧化碳區(qū)別被裝置E中藥品吸收，故通入大量的空氣目的是排盡裝置內的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部裝置E中藥品吸收．
由于空氣中含有二氧化碳，應先除去空氣中的二氧化碳．若不除去空氣中的二氧化碳，導致測定二氧化碳的質量增大，計算所得碳酸鈉的質量增大，引起測定的a₂S0₃質量減小，導致Na₂SO₃含量偏低，可以使空氣先通過e．氫氧化鈉溶液除去含有的二氧化碳，
故答案為：使生成的二氧化碳能夠全部裝置E中藥品吸收；e；偏低；
（5）裝置E在實驗完成時增重4.4g為二氧化碳的質量，物質的量為=0.1mol，根據碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質量為23.2g-10.6g=12.6g，物質的量為=0.1mol，所以則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質的量之比為0.1mol：0.1mol=1：1，
故答案為：1：1．
點評：本題考查學生對實驗原理的理解、物質組成的測定等，難度中等，理解原理是關鍵，需要學生具有扎實的基礎知識與綜合運用知識分析解決問題的能力．