Question

為測定Na₂CO₃與Na₂SO₃混合物中各組分的含量，取樣品23.2g按如圖所示裝置進行實驗（鐵架臺、鐵夾等儀器未在圖中畫出）．可供選用的試劑為：濃硫酸、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、堿石灰（可重復(fù)使用）．
請回答下列問題：
（1）將儀器連接好以后，必須進行的第一步操作是

 

；
（2）已知儀器C中裝有品紅溶液，其作用是

 

，則下列裝置中應(yīng)放入的試劑分別為：B

 

，D

 

；
（3）實驗過程中，當(dāng)裝置A的固體反應(yīng)完全后，需打開活塞K，向A中通入大量經(jīng)過氫氧化鈉溶液處理的空氣．這樣做的目的是

 

．
（4）實驗結(jié)束后，稱量裝置E，增重4.4g，則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：由裝置圖可知，實驗原理為：混合物中加入硫酸，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，進而計算各組分的質(zhì)量分數(shù)．
（1）由于需要測定二氧化碳的質(zhì)量，整套裝置應(yīng)氣密性良好，故實驗之前應(yīng)檢驗裝置的氣密性；
（2）實驗原理是除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，所以進入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑全部吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，選用高錳酸鉀溶液；裝置C的作用是驗證二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體，選擇濃硫酸干燥氣體；
（3）裝置內(nèi)會殘留部分二氧化碳，應(yīng)使二氧化碳全部被裝置E中藥品吸收，故通入大量的空氣目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部進入裝置E中藥品吸收；
（4）裝置E在實驗完成時增重4.4g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質(zhì)量為23.2g-10.6g=12.6g，亞硫酸鈉物質(zhì)的量為

12.6g

126g/mol

=0.1mol，據(jù)此計算．

解答： 解：混合物中加入硫酸，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化碳，除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，進而計算各組分的質(zhì)量分數(shù)．
（1）由于需要測定二氧化碳的質(zhì)量，整套裝置應(yīng)氣密性良好，故實驗之前應(yīng)檢驗裝置的氣密性，
故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（2）樣品和酸反應(yīng)生成的氣體為二氧化碳和二氧化硫氣體，利用B裝置除去二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，所以裝置C的作用是用品紅試液驗證二氧化硫是否被B吸收完全；實驗原理是除去反應(yīng)生成的二氧化硫，利用E裝置的增重確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算混合物中碳酸鈉的質(zhì)量，故進入裝置E中的二氧化碳要干燥、不含二氧化硫，所以裝置B的作用是除去氣體中的二氧化硫，試劑是吸收二氧化硫，不能吸收二氧化碳且不能生成二氧化碳，分析選項中試劑可知應(yīng)選擇酸性高錳酸鉀溶液；裝置C的作用是驗證二氧化硫是否除盡，裝置D的作用是干燥氣體，選擇試劑為a（濃硫酸），
故答案為：檢驗SO₂是否被B吸收完全；酸性高錳酸鉀溶液；濃硫酸；
（3）裝置內(nèi)會殘留部分二氧化碳，應(yīng)使二氧化碳全部被裝置E中藥品吸收，所以通入大量的空氣目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，使生成的二氧化碳能夠全部被裝置E中藥品吸收，
故答案為：使生成的二氧化碳能夠全部裝置E中藥品吸收；
（4）裝置E在實驗完成時增重4.4g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據(jù)碳元素守恒可知混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為0.1mol×106g/mol=10.6g，所以亞硫酸鈉的質(zhì)量為23.2g-10.6g=12.6g，物質(zhì)的量為

12.6g

126g/mol

=0.1mol，所以則Na₂CO₃與Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol=1：1，
故答案為：1：1．

點評：本題考查學(xué)生對實驗原理的理解、物質(zhì)組成的測定等，難度中等，理解原理是關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析解決問題的能力．