Question

（2011•福州质检）某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其中碳酸钠的质量分数，进行如下实验：
〖实验原理〗Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量，进而求得样品碳酸钠的质量分数．
〖实验装置〗

①如图所示连接装置，并检查气密性
②将10.0g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量为300.0g
④打开分液漏斗中的活塞，往试样溶液中滴入20%的稀硫酸，直至不再产生气泡为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量原盛有碱石灰的U型管的质量
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直至原盛有碱石灰的U型管的质量不再改变，测得质量为303.3g
回答下列问题：
（1）装置中NaOH溶液的作用是______，写出该装置中发生反应的化学方程式______．
（2）浓硫酸的作用是______．
（3）从导管A处缓缓鼓入一定量的空气的目的是______；
（4）B装置的作用是______，
（5）该样品中碳酸钠的质量分数是______．

Answer

（1）根据实验目的来分析装置A中碱液的作用；
（2）根据浓硫酸的性质来评价浓硫酸在实验中的作用，
（3）根据装置的特点及实验目的，分析鼓入空气这一操作的目的；
（4）可以根据空气中的成分来分析装置B在整个装置中所起到的作用；
（5）分析实验前后装置D质量变化，并由此质量差计算样品中碳酸钠的质量，求出样品中碳酸钠的质量分数；
【解析】
（1）由题意可知我们是通过测定二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数的，所以要排除空气中的二氧化碳干扰实验结果，而在A中装了碱性溶液来吸收空气中的二氧化碳，并可以写出化学方程式
（2）浓硫酸的作用是吸收反应后生成的二氧化碳中的水蒸气以免干扰实验现象，
（3）为了减小实验误差而采取了鼓入空气的方法，把残留在装置中二氧化碳全部由碱石灰吸收，实验结果更准确，
（4）空气中的水蒸气和二氧化碳会进入U型管而对测定结果产生影响，所以装置B的作用则是防止空气中水蒸气和二氧化碳进入U型管中，
（5）反应中放出二氧化碳气体的质量=303.3g-300g=3.3g
设放出3.3g二氧化碳消耗碳酸钠的质量为x
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                     44
x                      3.3g
，
解得x=7.95g
纯碱样品Na2CO3的质量分数%=79.5%
故答案为：（1）除去鼓入的空气中的二氧化碳； 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
（2）除去空气（或二氧化碳）从试样溶液中带出的水分
（3）用除去二氧化碳的空气将反应生成的二氧化碳全部通入U型管中；
（4）防止空气中的水和二氧化碳进入U型管中影响实验结果；
（5）79.5%