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 . |
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(8)避免AB装置中原来空气中二氧化碳气体对实验的干扰.
(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)稀盐酸会发出氯化氢气体,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.
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