(2012?丹陽(yáng)市模擬)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為我們的基本國(guó)策.節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)市建設(shè)是市政府近些年的工作重點(diǎn).硫酸廠生產(chǎn)硫酸的流程是:把含硫礦物燃燒,生成二氧化硫,二氧化硫和氧氣在高溫和催化劑的作用生成三氧化硫,最后三氧化硫和水化合生成硫酸.寫出三氧化硫和水化合生成硫酸的化學(xué)方程式
SO3+H2O=H2SO4
SO3+H2O=H2SO4

某純堿樣品中含有少量硫酸鈉,現(xiàn)欲測(cè)定其碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),利用含有少量硫酸的澄清廢水進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
[實(shí)驗(yàn)原理]Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量,即可求得原樣品中碳酸鈉的質(zhì)量,進(jìn)而求得碳酸鈉在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
[實(shí)驗(yàn)裝置]

[實(shí)驗(yàn)步驟]
①如圖連接裝置(除B、C外)并加入所需藥品.
②稱量并記錄B的質(zhì)量(m1).(稱量時(shí)注意封閉B的兩端.)
③按動(dòng)鼓氣球,持續(xù)鼓入空氣約1分鐘.
④連接上B、C.
⑤打開(kāi)分液漏斗F的活塞,將稀硫酸快速加入D中后,關(guān)閉活塞.
⑥按動(dòng)鼓氣球,持續(xù)約1分鐘.
⑦稱量并記錄B的質(zhì)量(m2).(稱量時(shí)注意封閉B的兩端及E右端的出口.)
⑧計(jì)算.
(1)已知堿石灰的主要成分是氫氧化鈣和氫氧化鈉,則干燥管A的作用是:
防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾
防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾
,以免使測(cè)定結(jié)果偏大.
(2)
不能
不能
(能或不能)用稀鹽酸代替稀硫酸,因?yàn)辂}酸具有
揮發(fā)性
揮發(fā)性
性,會(huì)使測(cè)得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
偏大
偏大
(填偏大、偏小或不變,下同);若去除干燥管C,則測(cè)得碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將會(huì)
偏大
偏大

(3)E裝置的作用是
除去生成的二氧化碳中的水蒸氣
除去生成的二氧化碳中的水蒸氣

(4)本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊袷÷寓邸ⅱ迌蓚(gè)步驟?
不能
不能
(填能或不能),原因分別是
鼓氣是為了排出D中的空氣
鼓氣是為了排出D中的空氣
鼓氣是為了將D中生成的二氧化碳全部排出
鼓氣是為了將D中生成的二氧化碳全部排出

(5)若所取樣品的質(zhì)量為6g,分液漏斗F中盛放5%只含硫酸一種溶質(zhì)的澄清廢水,稱得m1為51.20g,m2為53.40g,(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))
求:
(1)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?
(2)D裝置中正好反應(yīng)后,所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?
分析:(1)運(yùn)用干燥管A通過(guò)鼓氣排出裝置D中的空氣,能防止空氣中水蒸氣和二氧化碳的干擾解答.
(2)運(yùn)用鹽酸能會(huì)揮發(fā)出氯化氫氣體,氯化氫能和堿石灰反應(yīng);干燥管C能防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入B解答.
(3)運(yùn)用濃硫酸具有吸水干燥的作用解答.
(4)運(yùn)用前一次鼓起是為了排出D中的空氣防止空氣中二氧化碳?xì)怏w的干擾;后一次鼓氣是為了將生成的二氧化碳全部排出解答.
(5)①根據(jù)反應(yīng)前后B裝置增重的質(zhì)量即稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量,結(jié)合碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式求出6g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量,即可解答.②根據(jù)反應(yīng)前后B裝置增重的質(zhì)量即稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量,結(jié)合碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式求出反應(yīng)生成的硫酸鈉和硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量,然后根據(jù)稀硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式求出稀硫酸溶液的質(zhì)量,根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出所得硫酸鈉溶液的質(zhì)量,再用硫酸鈉的質(zhì)量除以硫酸鈉溶液的質(zhì)量乘以100%即可解答.
解答:解:(1)干燥管A通過(guò)鼓氣排出裝置D中的空氣,能防止空氣中水蒸氣和二氧化碳的干擾,故答案:防止空氣中水蒸氣和二氧化碳的干擾.
(2)鹽酸能會(huì)揮發(fā)出氯化氫氣體,氯化氫能和堿石灰反應(yīng);干燥管C能防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入B,故答案:不能;揮發(fā)性;偏大;偏大.
(3)濃硫酸具有吸水干燥的作用,故答案:除去生成的二氧化碳中的水蒸氣.
(4)前一次鼓起是為了排出D中的空氣防止空氣中二氧化碳?xì)怏w的干擾;后一次鼓氣是為了將生成的二氧化碳全部排出,故答案:不能;鼓氣是為了排出D中的空氣;鼓氣是為了將D中生成的二氧化碳全部排出.
(5)設(shè)稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為x,生成的硫酸鈉的質(zhì)量為y,樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為z.B裝置增重的質(zhì)量就是碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為:53.40g-51.20g=2.2g
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2
106      98    142      44
 z       x      y       2.2g
98
x
=
44
2.2g

x=4.90g
142
y
=
44
2.2g

y=7.10g
106
z
=
44
2.2g

z=5.3g
(1)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
5.3g
6g
×100%=88.3%
(2)所用稀硫酸的質(zhì)量為
4.90g
0.05
=98g
所得硫酸鈉溶液的質(zhì)量為98g+5.3g-2.2g=101.1g
所得硫酸鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
7.1g
101.1g
×100%=7.02%
答:樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.3%,所得溶液中硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.02%
點(diǎn)評(píng):本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究流程考查了堿石灰既能吸水又能和二氧化碳反應(yīng)、濃硫酸具有吸水性、碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,并且考查了根據(jù)碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的結(jié)合溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算,難度較大;只要分析清楚每步的操作目的才能解答該題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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;
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