Question

13．實驗室有NH₄HCO₃和NaHSO₃的混合物，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．（已知酸性KMnO₄被SO₂還原的反應原理：SO₂+MnO₄^-+H₂O→SO₄^2-+Mn²⁺+H⁺）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→i→h→d→e→f→g→b→c．
（2）實驗開始，混合物加酸前，A裝置需要鼓入空氣，作用是排出裝置中原有空氣；加酸后A裝置再次鼓入空氣的作用是將生成的氣體全部送入后續裝置．
（3）E裝置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．
（4）實驗中若E瓶中溶液褪色，則測定結果可能會偏高．（填高或低）
（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60.3%．

Answer 1

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；
（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．

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，
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$\frac{7.9g}{13.1g}$×100%=60.3%，
故答案為：60.3%．

點評 本題主要元素化合物性質、化學工藝流程、基本操作與方案設計、數據分析與處理等，難度中等，是對所學知識的綜合利用，為高考常見題型，對學生綜合分析問題的能力有一定的要求．