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(2014•门头沟区一模)工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠.某科学学习小组同学围绕

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/10/07 01:07:02
(2014•门头沟区一模)工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠.某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究.

【原理思路】利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2,通过CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度.
【实验方案】小科同学根据以上思路,设计了如图甲的实验方案(固定装置省略).
(1)A中发生反应的化学方程式为______.
(2)浓硫酸的作用为______.
【交流讨论】小明认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差.你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差______(填序号).
①加入的稀硫酸量不足            ②装置内空气中的CO2没有排出
③反应产生的CO2未被完全吸收    ④干燥管与空气直接相通
【方案改进】为减少误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略).
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是______.
【数据分析】若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
【拓展提高】已知Na2CO3溶液滴加稀硫酸并不断振荡,先生成NaHCO3,当Na2CO3全部转化为NaHCO3后,生成的NaHCO3能继续与稀硫酸反应生成CO2.现向样品中加一定量的稀硫酸,反应后产生无色气体并得到X溶液.请分析推断反应后所得X溶液的溶质,其所有的可能组成为______.
【实验方案】1)A中发生反应的化学方程式为:Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑,H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O;
【交流讨论】加入的稀硫酸量不足时,可以继续加入,而装置内空气中的CO2没有排出、反应产生的CO2未被完全吸收、干燥管与空气直接相通等因素会导致难以避免的误差.
【方案改进】反应前通空气时,关闭c、打开a、b,可以把B、C装置中的二氧化碳排出,使实验结果更准确.
【数据分析】若撤去图乙中的C装置,水和二氧化碳同时被D装置中的碱石灰吸收,使计算出的碳酸钠结果偏大,从而导致氢氧化钠的含量偏低.
【拓展提高】
向样品中加一定量的稀硫酸,反应后产生无色气体,说明稀硫酸和氢氧化钠完全反应后,剩余的稀硫酸和碳酸钠完全反应后仍然有剩余,不然就不会生成二氧化碳了.
当稀硫酸过量时,X中的溶质是硫酸钠和硫酸;
当硫酸适量时,和氢氧化钠反应生成硫酸钠,和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸氢钠,再和碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,X中的溶质是硫酸钠;
当稀硫酸不足时,和氢氧化钠反应生成硫酸钠,和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸氢钠,再和部分碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,X中的溶质是硫酸钠和碳酸氢钠.
答案:【实验方案】(1)Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑,H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O;
(2)吸水
【交流讨论】②③④;
【方案改进】关闭c、打开a、b
【数据分析】偏低
【拓展提高】Na2SO4和H2SO4;Na2SO4;Na2SO4和NaHCO3