Question

5．工業生產的純堿中常含有少量NaCl雜質．為測定某純堿樣品的純度，化學課外活動小組設計了4種實驗方案：
方案1．取樣品溶解后，加試劑使CO₃^2-沉淀，測定沉淀的質量． 
操作步驟有：①稱量并溶解樣品；②加入足量的BaCl₂溶液；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱量并進行恒重操作． 
（1）實驗時所需的定量實驗儀器為電子天平，判斷是否達到恒重的標準是前后兩次稱量的質量差不超過0.001g． 
方案2．用0.100mol/L 鹽酸滴定．具體過程如圖：

（2）操作1 所需要的儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管． 
（3）操作2 時選擇的指示劑為甲基橙，當溶液黃色恰好變為橙色，且半分鐘內不褪色時，說明達到了操作2終點． 
（4）為減少實驗的偶然誤差，通常的處理辦法是做2～3次平行實驗，取平均值． 
（5）操作2 時若錐形瓶內有少量液體濺出，則測定結果偏低；若盛裝待測液的錐形瓶未用待測液潤洗，測定結果無影響（選填“偏高”、“偏低”或“無影響”）． 
方案3．用稀酸將CO₃^2-轉化為CO₂測定CO₂的質量．實驗裝直如圖：

操作步驟有：①檢查裝直的氣密性；②在干燥管內裝滿堿石灰，稱量質量為m₁g；①稱量ag樣品裝入廣口瓶B中；④關閉止水夾；⑤緩慢加入稀H₂SO₄至不再產生氣體為止；⑥打開止水夾；⑦緩緩鼓在空氣數分鐘，再稱量干燥管，質量為m₂g． 
（6）該方案樣品中純堿的質量分數為$\frac{53（{m}_{2}-{m}_{1}）}{22a}$ （用代數式表示）． 
（7）有同學認為空氣中的水蒸氣會進入干燥管導致測量結果（選填“偏高”、“偏低”、“無影響”）．改進措施可以是在干燥管右邊再加一個裝有堿石灰的干燥管． 
方案4．用稀酸將CO₃^2-轉化為CO₂，測定CO₂的體積． 
（8）下列裝置中，適合該方案的是D（選填序號）．

Answer 1

分析 （1）根據天平的感量確定稱量儀器，當前后兩次稱量的質量差不超過0.001g時說明已經達到恒重；
（2）根據一定物質的量濃度溶液的配制步驟選取實驗儀器；
（3）甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，碳酸鈉溶液呈堿性，所以滴有甲基橙的碳酸鈉溶液呈黃色，當滴定終點時，溶液黃色恰好變成橙色；
（4）為減少誤差，應多做幾次實驗取平均值；
（5）能影響溶質物質的量的因素影響測定結果，否則不影響測定結果；
（6）方案三根據二氧化碳和碳酸鈉的關系式計算其質量分數；
（7）空氣中的水蒸氣會進入干燥管導致二氧化碳的質量偏大；在干燥管后加一裝有堿石灰的干燥管，吸收空氣中的水和二氧化碳；
（8）用排溶液的方法測量氣體體積，導管應該是“短進長出”，且所用溶液不能和二氧化碳反應．

解答 解：（1）方案一 托盤天平的過量是0.1g，電子天平的感量是0.001g，所以稱量藥品時用電子天平，當前后兩次稱量的質量差不超過0.001g時說明已經達到恒重，
故答案為：電子天平；前后兩次稱量的質量差不超過0.001g；
（2）方案二①配制一定物質的量濃度溶液時，用燒杯溶解固體藥品，用玻璃棒攪拌固體溶解和引流溶液，用容量瓶配制溶液，用膠頭滴管定容，
故答案為：燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，碳酸鈉溶液呈堿性，所以滴有甲基橙的碳酸鈉溶液呈黃色，當滴定終點時，溶液呈酸性，溶液黃色恰好變成橙色，且半分鐘內不褪色，
故答案為：黃色恰好變成橙色，且半分鐘內不褪色；
（4）為減少誤差，應多做幾次實驗取平均值，即做2-3次平行實驗，
故答案為：做2-3次平行實驗；
（5）滴定時若錐形瓶內有少量液體濺出，導致錐形瓶內溶液中溶質減少，所以測定結果偏低，若盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用未知液潤洗，對錐形瓶內溶液中的溶質無影響，所以測定結果無影響，
故答案為：偏低；無影響；
（6）堿石灰吸收的物質是二氧化碳，二氧化碳的質量是（W₂-W₁）g，根據碳原子守恒得碳酸鈉的質量=$\frac{106（{m}_{2}-{m}_{1}）}{44}$，
則純堿的質量分數=$\frac{53（{m}_{2}-{m}_{1}）}{22a}$；
故答案為：$\frac{53（{m}_{2}-{m}_{1}）}{22a}$；
（7）空氣中的水蒸氣會進入干燥管導致二氧化碳的質量偏大，則碳酸鈉的質量偏大，計算結果偏高；空氣中的水蒸氣進入干燥管而影響二氧化碳的測定，為防止水蒸氣的干擾，應該在干燥管右邊再加一個裝有堿石灰的干燥管，
故答案為：偏高；在干燥管右邊再加一個裝有堿石灰的干燥管；
（8）用排溶液的方法測量氣體體積，導管應該是“短進長出”，即進氣管長度小于出液管長度，且所用溶液不能和二氧化碳反應，碳酸氫鈉中含有碳酸氫根離子能抑制二氧化碳的溶解，
故答案為：D．

點評 本題主要考查了物質含量測定方法，掌握實驗原理是解題的關鍵，需要注意的是二氧化碳和水蒸氣對二氧化碳的測定有影響，所以為防止干擾要先除去空氣中二氧化碳和水蒸氣，為易錯點．