Question

（9分）以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。

实验用品：硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、玻璃棒、药匙、托盘天平

实验步骤：

① 准确称量一个干净、干燥的坩埚；

② 在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样，称重，将称量的试样放入研钵中研细，再放回到坩埚中；

③ 将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；

④ 将步骤③中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；

⑤ 将步骤④中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作，直至两次称量结果不变；

⑥ 根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。

分析该方案并回答下面问题：

（1）完成本实验还需要的实验用品是            ；

（2）指出实验步骤中存在的错误并改正：                                         ；

（3）硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是                                      ；

（4）步骤⑤的目的是                                   ；

（5）下面的情况有可能造成测试结果偏高的是     （填序号）。

A．试样中含有加热不挥发的杂质           B．试样中含有加热易挥发的杂质  

C．测试前试样已有部分脱水               D．实验前坩埚未完全干燥     

E．晶体加热脱水不完全                   F．加热时有晶体溅出

Answer

（1）坩埚钳、酒精灯（可以不答“火柴”）

（2）步骤②有错误  应先将试样研细，后放入坩埚称重

（3）因硫酸钠放置在空气中冷却时，会吸空气中的水分

（4）保证试样脱水完全

（5）B、D、F

【解析】本题是一个定量实验，实验的目的是测定硫酸钠晶体中结晶水的质量分数。

（1）根据实验步骤结合已经给的实验仪器，可以得出使用坩埚时必须使用坩埚钳进行挟持。因实验需要加热坩埚，因此需要使用酒精灯、泥三角等仪器。

（2）将各步实验进行观察和分析，会发现步骤②中的称量存在问题：若先称量样品再在研钵种研细，必然会导致部分样品附着在研钵上而损失部分样品。正确的操作应为先用研钵将样品研细，再进行称量。

（3）硫酸钠晶体加热失去结晶水后生成的无水硫酸钠，若在空气中冷却又会重新吸生成硫酸钠晶体，因此应将失水后的硫酸钠放于干燥器中进行冷却。

（4）实验步骤⑤的目的是保证试样脱水完全。

（5）假设步骤①中坩埚的质量为m1，步骤②中坩埚和样品的质量为m2，步骤⑤中称量的质量为m3。则硫酸钠晶体中结晶水的质量分数为，A选项试样中含有加热不挥发的杂质，将会使m3偏大，结果偏小；B选项中试样中含有加热易挥发的杂质，将会使m3偏小，结果偏大；C选项中测试前试样已有部分脱水，将会使m2-m3的值偏小，结果偏小；D选项中实验前坩埚未完全干燥将会使m1偏大，结果偏大；E选项中晶体加热脱水不完全，将会使m3偏大，结果偏小；F选项中加热时有晶体溅出，将会使m3偏小，结果偏大。