Question

5．工業(yè)生產的純堿中常含有少量的NaCl雜質．某校研究性學習活動小組為了測定混合物中純堿的質量分數，擬使用如圖實驗裝置，先測定一定量的樣品和酸反應放出二氧化碳的質量，再計算混合物中純堿的質量分數．

（1）甲裝置反應的離子方程式是CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（2）乙裝置反應完成后，再通數分鐘空氣的作用是將生成的CO₂完全排出到丁中．
（3）若取n g樣品裝入廣口瓶，且反應前填滿堿石灰的干燥管丁總質量為m g，實驗結束后稱得干燥管丁的總質量為w g，則Na₂CO₃質量分數的計算式為$\frac{53（w-m）}{22n}$×100%．
（4）若去掉丙裝置，測得的CO₂質量會偏大（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．
（5）有同學認為在丁后面還要再連一個跟丁一樣的裝置，目的是防止空氣中的H₂O和CO₂進入裝置�。�

Answer 1

分析 （1）裝置甲中是空氣中的二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉與水；
（2）乙裝置反應結束后，裝置中含有二氧化碳，不將二氧化碳排盡，會使測定的二氧化碳的質量偏小，故反應后應再通空氣，排盡裝置內的二氧化碳，使之被丁裝置吸收；
（3）由題意可知，反應生成的二氧化碳的質量為（w-m）g，計算二氧化碳的物質的量，根據碳元素守恒二氧化碳的物質的量等于樣品中碳酸鈉的物質的量，計算樣品中碳酸鈉的質量，再利用質量分數的定義計算；
（4）從裝置乙中產生導出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會使丁中測定的二氧化碳的質量增大；
（5）空氣中二氧化碳、水蒸氣進入丁中影響二氧化碳的質量測定，導致測定二氧化碳的質量增大；

解答 解：（1）裝置甲中二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉與水，反應的離子方程式為CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）乙裝置反應結束后，裝置中含有二氧化碳，不將二氧化碳排盡，會使測定的二氧化碳的質量偏小，故反應后再通空氣，排盡裝置內的二氧化碳，使之全部被丁裝置吸收，
故答案為：將生成的CO₂完全排出到丁中；
（3）由題意可知，反應生成的二氧化碳的質量為（w-m）g，二氧化碳的物質的量為$\frac{（w-m）g}{44g/mol}$=$\frac{w-m}{44}$mol，根據碳元素守恒可知樣品中碳酸鈉的物質的量為$\frac{w-m}{44}$mol，樣品中碳酸鈉的質量為$\frac{w-m}{44}$mol×106g/mo=$\frac{53（w-m）}{22}$g，樣品中碳酸鈉質量分數為$\frac{\frac{53（w-m）}{22}}{n}$×100%=$\frac{53（w-m）}{22n}$×100%，
故答案為：$\frac{53（w-m）}{22n}$×100%；
（4）從裝置乙中產生導出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會使丁中測定的二氧化碳的質量增大，導致測定的樣品中碳酸鈉的質量增大，測定的碳酸鈉質量分數偏大，
故答案為：偏大；
（5）空氣中二氧化碳、水蒸氣進入丁中影響二氧化碳的質量測定，導致測定二氧化碳的質量增大，在丁后面還要再連一個跟丁一樣的裝置戊裝置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸氣，防止進入裝置丁中，
故答案為：防止空氣中的H₂O和CO₂進入裝置�。�

點評 本題考查學生對實驗原理及裝置理解、對操作的評價、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，根據物質的化學性質，要認真分析，把握實驗設計的每個步驟中的實驗目的．