Question

工业生产的纯碱常含有少量的NaCl等杂质。如图是测定产品中Na₂CO₃质量分数的实验装置。操作步骤如下：

A．在干燥管内填满碱石灰，质量为mg

B．取ng样品装入广口瓶中

C．检查装置气密性

D．关闭止水夹

E．打开止水夹

F．缓慢鼓入空气数分钟，再称干燥管质量为Wg

G．缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止

H．缓缓鼓入空气数分钟

(1)正确的操作顺序是______________________________________。

(2)步骤F中，要缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的目的是________________，装置甲的作用是______________________________，装置乙的作用是___________________________。

(3)计算样品中Na₂CO₃的质量分数的计算式是______________。

(4)若去掉装置甲，测定结果会______________；若去掉装置乙，测定结果会__________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

Answer

C→B→E→H→D→A→G→E→F 使广口瓶中产生的CO2气体全部排出 吸收空气中的CO2 吸收CO2中的水蒸气 ×100% 偏大 偏大

【解析】

(1)根据反应的原理，结合题干选项中的提示解答，C→E间须装样品选B，E→D间须通入空气将装置内的二氧化碳完全排出选H，D→G间须在干燥管内填满碱石灰，增加的质量即为二氧化碳的质量，选A，G→F须打开止水夹，选E，据此解答；
(2)装置中残留生成的二氧化碳，不将二氧化碳排尽，会影响测定的二氧化碳的质量，计算样品中碳酸钠的质量；
(3)由实验目的可知，反应生成的二氧化碳的质量为(w-m)g，计算二氧化碳的物质的量，根据碳元素守恒二氧化碳的物质的量等于样品中碳酸钠的物质的量，计算样品中碳酸钠的质量，再利用质量分数的定义进行求解；
(4)装置甲中装有氢氧化钠，氢氧化钠吸收二氧化碳，可除掉空气中的二氧化碳；如果不除去气体中的二氧化碳，会使干燥管中测定的二氧化碳的质量增大；从广口瓶中产生导出的气体中含有水，如果不除去气体中的水，会使干燥管中测定的二氧化碳的质量增大．

(1)为了保证实验的顺利进行，避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，避免装置漏气影响实验效果，所以第一步须检查装置气密性，然后装药品，实验装置中会残留空气中的二氧化碳，影响干燥管中二氧化碳质量的测定，需要通入气体将装置内的二氧化碳完全排出，通的空气通过氢氧化钠，吸收了二氧化碳后不影响实验的气体排装置中会残留空气，然后在干燥管内填满碱石灰，缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止，缓缓鼓入空气数分钟，使广口瓶中的产生的二氧化碳气体全部排出，
故答案为：C→B→E→H→D→A→G→E→F；
(2)稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳和硫酸钠和水，测定产品中Na2CO3质量分数，是通过测定稀硫酸和碳酸钠生成物中的二氧化碳的量，根据碳元素守恒，测定样品中碳酸钠质量分数，步骤F中，要缓缓鼓入空气数分钟，使广口瓶中的产生的二氧化碳气体全部排出；装置甲中装有氢氧化钠，氢氧化钠吸收二氧化碳，除掉空气中的二氧化碳；装置乙中装有浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，能吸收二氧化碳中的水蒸气，
故答案为：使广口瓶中的产生的二氧化碳气体全部排出；吸收空气中的二氧化碳；吸收二氧化碳中的水蒸气；
(3)由题意可知，反应生成的二氧化碳的质量为(w-m)g，二氧化碳的物质的量n=，根据碳元素守恒可知样品中碳酸钠的物质的量n=，样品中碳酸钠的质量为m=n×M=，样品中碳酸钠质量分数为，故答案为：；
(4)装置甲中装有氢氧化钠，氢氧化钠吸收二氧化碳，可除掉空气中的二氧化碳，鼓入空气数分钟，使广口瓶中的产生的二氧化碳气体全部排出，若去掉装置甲，空气中的二氧化碳未除去，装置中二氧化碳的质量增大，会使干燥管中测定的二氧化碳的质量增大，导致测定的样品中碳酸钠的质量增大；从广口瓶中产生导出的气体中含有水，如果不除去气体中的水，会使干燥管中测定的二氧化碳的质量增大，计算样品中碳酸钠的质量是根据碳元素守恒二氧化碳的物质的量等于样品中碳酸钠的物质的量进行计算的，所以会导致测定的样品中碳酸钠的质量增大，测定的碳酸钠质量分数偏大，故答案为：偏大；偏大。