Question

6．已知某純堿、小蘇打的混合物，為測定試樣中純堿的質量分數，甲同學設計用下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9.5g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10.0g
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12.8g
⑦重復步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質量基本不變，為14.4g
請?zhí)羁蘸突卮饐栴}：
（1）第一個洗氣瓶作用除去空氣中的二氧化碳．
（2）第二個洗氣瓶中加什么溶液濃硫酸．
（3）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的最終結果偏低（填偏高、偏低或不變）．
（4）不要步驟⑤，測試的結果偏高（填偏高、偏低或不變）．
（5）該試樣中純堿的質量分數為55.8%．
（6）乙同學覺得該方案有不足，需改進，你覺得他的改進方法可能是在U形管后面再加一個裝有堿石灰的球形干燥器．
（7）丙同學做過該實驗后認為也可以用其他的方法來測定，下方案你覺得可行的有ACD．
A、對固體加熱測質量變化     B、加足量鹽酸排水法測氣體體積
C、加足量氯化鋇測沉淀質量    D、加足量氫氧化鋇測沉淀質量．

Answer 1

分析 某純堿、小蘇打的混合物，為測定試樣中純堿的質量分數，根據題中實驗裝置圖可知，將純堿、小蘇打的混合物與足量的鹽酸反應生成二氧化碳，生成的二氧化碳用堿石灰吸收，根據生成的二氧化碳的質量與樣品的總質量，利用立方程組的方法可以求得樣品中純堿、小蘇打各自的質量，進而確定純堿的質量分數，為了讓反應生成的二氧化碳能充分被堿石灰吸收，裝置中通入空氣，利用空氣將生成的二氧化碳與堿石灰充分接觸而吸收，空氣中的二氧化碳會實驗產生影響，所以通入的空氣必需要除去少量的二氧化碳，反應產生的二氧化碳中會有水分，所以在通入堿石灰前要進行干燥，以確保實驗的準確，據此答題．

解答 解：某純堿、小蘇打的混合物，為測定試樣中純堿的質量分數，根據題中實驗裝置圖可知，將純堿、小蘇打的混合物與足量的鹽酸反應生成二氧化碳，生成的二氧化碳用堿石灰吸收，根據生成的二氧化碳的質量與樣品的總質量，利用立方程組的方法可以求得樣品中純堿、小蘇打各自的質量，進而確定純堿的質量分數，為了讓反應生成的二氧化碳能充分被堿石灰吸收，裝置中通入空氣，利用空氣將生成的二氧化碳與堿石灰充分接觸而吸收，空氣中的二氧化碳會實驗產生影響，所以通入的空氣必需要除去少量的二氧化碳，反應產生的二氧化碳中會有水分，所以在通入堿石灰前要進行干燥，以確保實驗的準確，
（1）根據上面的分析可知，第一個洗氣瓶作用是除去空氣中的二氧化碳，故答案為：除去空氣中的二氧化碳；
（2）第二個洗氣瓶是為了干燥二氧化碳，所以第二個洗氣瓶中加濃硫酸，故答案為：濃硫酸；
（3）如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，氯化氫揮發(fā)，導致測得的氣體質量偏高，根據關系式Na₂CO₃～CO₂、NaHCO₃～CO₂可知，生成等質量的二氧化碳，需要Na₂CO₃的質量大于NaHCO₃的質量，所以樣品總質量一定時，生成的氣體質量越多，NaHCO₃的含量就越高，所以純堿的質量分數會偏低，故答案為：偏低；
（4）不要步驟⑤，二氧化碳不能完全被吸收，測得的氣體質量偏低，根據（3）的分析可知，結果會偏高，故答案為：偏高；
（5）設樣品中Na₂CO₃的質量為xg，NaHCO₃的質量為yg，根據關系式Na₂CO₃～CO₂、NaHCO₃～CO₂，及題中有關物質的質量可得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=9.5}\\{\frac{x}{106}+\frac{y}{84}=\frac{4.4}{44}}\end{array}\right.$，
所以x=5.3，y=4.2，所以該試樣中純堿的質量分數為$\frac{5.3}{9.5}$×100%=55.8%，
故答案為：55.8%；
（6）U形管后面的空氣中的水分和二氧化碳會進入U形管被堿石灰吸收，影響實驗的準確性，所以在U形管后面再加一個裝有堿石灰的球形干燥器，以防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置，
故答案為：在U形管后面再加一個裝有堿石灰的球形干燥器；
（7）A、對固體加熱，碳酸氫鈉分解，根據固體質量變化可求得碳酸氫鈉的質量，進而確定碳酸鈉的質量分數，故A正確；
B、加足量鹽酸，產生二氧化碳，因為二氧化碳能溶解于水，所以用排水法測氣體體積不準確，故B錯誤；
C、加足量氯化鋇，碳酸鈉與氯化鋇生成沉淀，碳酸氫鈉與氯化鋇不反應，所以可以根據沉淀質量確定碳酸鈉的質量，進而確定碳酸鈉的質量分數，故C正確；
D、加足量氫氧化鋇，碳酸鈉與碳酸氫鈉測都會產生沉淀，根據兩個反應方程式利用立方程組法可以求各自的質量，進而確定碳酸鈉的質量分數，故D正確；
故選ACD．

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．