Question

已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。（提示：碱石灰是生石灰与氢氧化钠的混合物，可以吸收水和二氧化碳）

主要实验步骤如下：① 按图组装仪器，并检验装置的气密性

②将10.0 g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，得到20.0 g

④从分液漏斗滴入6 mol·L^－1的硫酸，直到不再产生气体时为止

⑤从导管A处缓缓通入一定量的空气

⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到22.0 g

⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为22.2 g

请填空和回答问题：

（1）装置中干燥管B的作用________________________。如果没有连接该干燥管，测试的结果________________________（填偏高、偏低或不变）。

（2）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果________（填偏高、偏低或不变）。

（3）步骤⑤的目的是________________________，如果没有进行步骤⑤的操作，测试的结果________________（填偏高、偏低或不变）。

（4）试样中纯碱的质量分数为________________________。

Answer

（1）防止空气中的CO2和H2O进入U型管中；偏高；

（2）偏高；

（3）把反应中的CO2全部导入U型管中；偏低；

（4）53.0%

【解析】

试题分析：（1）U型管中的碱石灰是为了吸收反应生成的二氧化碳，但空气中也存在二氧化碳，干燥管B的作用就是防止空气中的二氧化碳和水分进入U型管，对结果产生误差，如果没有连接该干燥管，则测量出的二氧化碳的质量偏大，根据二氧化碳计算出的碳酸钠的质量分数也就偏高，故答案为：防止空气中的CO2和水气进入U型管中；偏高；

（2）由于盐酸具有挥发性，也会随着二氧化碳进入U型管，被误认为是二氧化碳，所以二氧化碳的质量偏大，算出的碳酸钠的质量也会偏大的，所以结果会偏大；故答案为：偏高；

（3）由于反应完了锥形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空气就是将残留的二氧化碳完全排入U型管，如果没有进行步骤⑤的操作，则测量出的二氧化碳的质量偏小，根据二氧化碳计算出的碳酸钠的质量分数也就偏低，故答案为：把反应产生的CO2全部导入U型管中；偏低；

（4）根据实验步骤中的数据，生成二氧化碳的质量为22.2g-20g=2.2g，设需要碳酸钠的质量为X则：

Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑

106 44

X 2.2g

列比例式=；解得X=5.3g；所以试样中纯碱的质量分数为×100%=53%，故答案为：53%。

考点：考查了物质组成定量测定的实验方案设计和分析判断的相关知识。