Question

某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验：
【设计实验方案】
实验装置（如图2所示，固定装置略去）；

需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前、后装置（包括氢氧化钠固体）的总质量．
（1）A装置中反应的化学方程式为______；为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作是______．
（2）B装置的作用是______；C装置中反应的化学方程式为______．
（3）补充D装置______（简要叙述或画出装置示意图）．
【交流与表达】
（4）有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是______．
（5）为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与A装置连接（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入足量空气．
①反应前，断开B、C装置之间的连接，用图1装置鼓入空气的作用是______；
②反应后，用图1装置鼓入空气的作用是______；
③在A装置中的反应发生时，开关R处于关闭状态，其原因是______．
【数据处理】
（6）称得的纯碱样品质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度为______%（计算结果保留小数点后一位）．
【反思与评价】
（7）能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是______．
（8）改进后的实验装置能减少测定的误差，原因是①反应生成的CO₂尽可能被C装置吸收；②______．

Answer

（1）根据反应方程式的写法和反应的实验现象判断是否反应完全；（2）根据浓硫酸的吸水性和方程式的写法考虑；（3）根据D装置的作用考虑；（4）根据反应结束后装置内残留二氧化碳考虑；（5）①根据图1的用途考虑；②根据气体将反应生成的二氧化碳赶到C装置考虑；③根据图1 中氢氧化钠可以吸收二氧化碳考虑；（6）根据C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量算出碳酸钠的质量，再除以样品的质量乘以百分之百即可；（7）根据盐酸的挥发性考虑；（8）根据改进后装置的优点考虑．
【解析】
（1）反应物是Na2CO3和H2SO4生成物是Na2SO4、H2O和CO2用观察法配平，二氧化碳后面标上上升符号；因为该反应有气泡产生，没有气泡产生了，说明反应完了；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸气；C装置中反应的反应物是NaOH和CO2生成物是Na2CO3和H20，用观察法配平；
（3）D装置是防止空气中的水、二氧化碳进入C装置造成误差，所以用装氢氧化钠固体的球形管就能达到目的；
（4）反应结束后在AB装置中会残留反应生成的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收，导致二氧化碳质量减少，结果会偏小；
（5）①鼓入的空气经过了氢氧化钠，已经把空气中二氧化碳除去，用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气，由于原有的空气中含有二氧化碳；
②用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体，使反应产生的二氧化碳全部被C装置吸收；
③如果不处于关闭状态，生成的二氧化碳会进入图1被图1中氢氧化钠吸收；
（6）C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为：79.6g-75.2g=4.4g，设要生成4.4g二氧化碳需要碳酸钠质量为X则：
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                     44
X                       4.4g
根据：解得X=10.6g，纯碱的纯度为×100%=98.1%；
（7）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定；
（8）改进后装置的优点有：反应生成的CO2尽可能被C装置吸收；避免AB装置中原来空气中二氧化碳气体对实验的干扰．
故答案为：（1）Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑；逐滴滴入稀硫酸至不再产生气泡为止；（2）除去水蒸气；2NaOH+CO2═Na2CO3+H20；（3）装氢氧化钠固体的球形管；（4）AB装置中残留反应产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收；（5）①用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气；②用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体；③避免图1装置吸收反应产生的部分二氧化碳气体；（6）98.1%；（7）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定；
；（8）避免AB装置中原来空气中二氧化碳气体对实验的干扰．