Question

3．已知某純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數，可用圖中的裝置進行實驗．

主要實驗步驟如下：
①按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性；
②將ag試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液；
③稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到bg；
④從分液漏斗滴入6mol•L^-1的硫酸，直到不再產生氣體時為止；
⑤從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到cg；
⑦重復步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質量基本不變，為dg．
請填空和回答問題：
（1）在用托盤天平稱量樣品時，如果天平的指針向左偏轉，說明樣品重，砝碼輕．
（2）裝置中干燥管B的作用是防止空氣中的CO₂和水氣進入U型管中．
（3）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結果偏高（填高、偏低或不變）．
（4）步驟⑤的目的是把反應產生的CO₂全部導入U型管中．
（5）步驟⑦的目的是判斷反應產生的CO₂是否全部排出，并被U型管中的堿石灰吸收．
（6）該試樣中純堿的質量分數的計算式為$\frac{106（d-b）}{44a}$×100%．
（7）還可以用其他實驗方法測定試樣中純堿的質量分數．請簡述一種不同的實驗方法．

Answer 1

分析 （1）根據天平稱量時按照左物右碼的原則考慮；
（2）由于空氣中也有二氧化碳和水分，干燥管B的作用就是不讓它們進入的；
（3）根據鹽酸的揮發性考慮；
（4）由于反應完了錐形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空氣就是為了驅趕它們的；
（5）就是為了將二氧化碳全部趕過去；
（6）根據U型管的質量的增加量就是生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量算出碳酸鈉的質量，再用碳酸鈉的質量除以樣品質量即可．
（7）可以根據用一種試劑與碳酸鈉反應產生沉淀，根據沉淀算出碳酸鈉的質量，再進行推算．

解答 解：（1）由于稱量時左物右碼，依據天平的杠桿原理，向左偏說明樣品重，砝碼輕；
故答案為：樣品重，砝碼輕；
（2）U型管中的堿石灰是為了吸收反應生成的二氧化碳，但空氣中也存在二氧化碳，干燥管B的作用就是防止空氣中的二氧化碳和水分進入U型管，對結果產生誤差；
故答案為：防止空氣中的CO₂和水氣進入U型管中；
（3）由于鹽酸具有揮發性，也會隨著二氧化碳進入U型管，被誤認為是二氧化碳，所以二氧化碳的質量偏大，算出的碳酸鈉的質量也會偏大的，所以結果會偏大；
故答案為：偏高；
（4）由于反應完了錐形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空氣就是將殘留的二氧化碳完全排入U型管；
故答案為：把反應產生的CO₂全部導入U型管中；
（5）直到U型管的質量基本不變，說明二氧化碳已經被全部排到U型管中；
故答案為：判斷反應產生的CO₂是否全部排出，并被U型管中的堿石灰吸收；
（6）設需要碳酸鈉的質量為X則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                     44
X                      d-b
解得X=$\frac{106（d-b）}{44}$；
所以試樣中純堿的質量分數的計算式為$\frac{106（d-b）}{44a}$×100%；
故答案為：$\frac{106（d-b）}{44a}$×100%；
（7）根據用一種試劑與碳酸鈉反應產生沉淀，根據沉淀算出碳酸鈉的質量：取一定量試樣放入燒杯中，加適量蒸餾水溶解，再向燒杯中滴加足量氫氧化鈣溶液，將得到的沉淀過濾洗滌干燥后稱量，根據方程式由沉淀質量算出碳酸鈉質量，再除以樣品質量．，
故答案為：取一定量試樣放入燒杯中，加適量蒸餾水溶解，再向燒杯中滴加足量氫氧化鈣溶液，將得到的沉淀過濾洗滌干燥后稱量，根據方程式由沉淀質量算出碳酸鈉質量，再除以樣品質量．

點評 本題考查了物質組成定量測定的實驗方案設計和分析判斷，主要考查鈉及其化合物的性質應用，容易出錯的地方是不設計干燥管B，忘記空氣中的二氧化碳和水分也能夠進入U型管中，會使結果偏大，題目難度中等．