Question

實驗室有一瓶久置部分變質的氫氧化鈉固體，某化學興趣小組采用如圖所示裝置測定樣品中氫氧化鈉的質量分數(shù)
實驗操作過程如下：把準確稱量的10.0克樣品裝入B裝置后，將裝置B分別與裝置A和C相連，打開開關K，從a處緩緩鼓入空氣幾分鐘后，將開關K關閉，再將已稱量過的干燥管D與裝置C連接，然后將足量的稀硫酸緩緩注入B裝置的瓶中．待反應完全后，再次打開開關K緩緩鼓入空氣幾分鐘，最后稱量干燥管D，增重了2.2克．請回答：
（1）氫氧化鈉固體久置變質的化學方程式是______．
（2）為順利完成實驗探究，你認為上圖的裝置可選用下圖中的______裝置（填裝置序號）．
（3）裝置B中產生氣體的化學方程式是______．
（4）由干燥管D增加的質量，可推算出樣品中氫氧化鈉的質量分數(shù)為______．
（5）裝置C的作用是______．
（6）裝置A是為了吸收空氣中的某氣體，實驗前第一次鼓入空氣是為了驅趕裝置中的該氣體，則該氣體是______（填物質的化學式）．若反應后不鼓入空氣，對測定結果的影響是______（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

解：（1）氫氧化鈉吸收空氣中二氧化碳生成水和碳酸鈉而變質；
故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）裝置E不能用于稀硫酸與固體樣品的反應；裝置G長頸漏斗未伸入液面以下，會使產生的氣體從長頸漏斗逸出；故裝置E、G不能用作B處的裝置；
故答案為：F；
（3）碳酸鈉與硫酸發(fā)生復分解反應，生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
故答案為：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（4）設參加反應的碳酸鈣質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x 2.2g
x=5.3g
樣品中氫氧化鈉的質量分數(shù)=×100%=47%
故答案為：47%；
（5）裝置C中的濃硫酸能吸收混在二氧化碳氣體中的水而得到干燥的二氧化碳氣體，避免氣體中混有的水對測定結果的影響；
故答案為：吸收混在氣體中的水（或干燥氣體），防止氣體中的水對測定結果造成影響；
（6）實驗前鼓入的空氣中的二氧化碳被裝置A中氫氧化鈉吸收，剩余的氣體把裝置內的空氣排出，避免裝置內空氣中二氧化碳對測定結果的影響；反應后若不鼓入空氣，則裝置內殘留的二氧化碳氣體不能被裝置D全部吸收，造成二氧化碳質量偏小，使得計算出的樣品中碳酸鈉質量也偏小，而造成所測定的氫氧化鈉的結果偏大；
故答案為：CO₂；偏大．
分析：（1）氫氧化鈉會吸收空氣中二氧化碳變成碳酸鈉而變質；
（2）固體樣品與稀硫酸反應不需要加熱，所以不需要選E裝置；而裝置G的氣密性不好，使產生的氣體逸出，也不可選G裝置；
（3）碳酸鈉與硫酸接觸時，通過交換成分而發(fā)生反應，可放出氣體二氧化碳；
（4）裝置D增加質量即為碳酸鈉與硫酸反應放出的二氧化碳質量，由反應生成二氧化碳的質量，根據(jù)反應的化學方程式，計算參加反應的碳酸鈉的質量，樣品質量與碳酸鈉質量差即樣品中氫氧化鈉質量，氫氧化鈉質量與樣品質量比可計算樣品中氫氧化鈉的質量分數(shù)；
（5）濃硫酸具有吸水性，能吸收混在二氧化碳氣體中的水分，而得到干燥的二氧化碳氣體；
（6）利用除去二氧化碳的空氣排出裝置內殘留空氣，避免空氣中二氧化碳對實驗結果產生影響；反應后鼓入空氣，可把殘留在裝置內的二氧化碳氣體全部吸收，使測定結果更準確．
點評：本題最后的偏差分析時要注意：二氧化碳的質量偏小則會導致碳酸鈉的質量偏小，而最終測定的是樣品中氫氧化鈉的質量分數(shù)，氫氧化鈉質量的大小正好與二氧化碳質量大小相反．