探秘实验错因,提高应考能力

题目：已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验．

主要实验步骤如下：①按图组装仪器，并检验装置的气密性；②将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液；③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到bg；④从分液漏斗滴入6mol/L的硫酸，直到不再产生气体为止；⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg；⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为dg。

请填空和回答问题：

（1）步骤⑤的目的是 ；

（2）步骤⑦的目的是 ；

（3）试样中纯碱的质量分数的计算式为 ；

（4）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数，请简述一种不同的实验方法。

常见错解：（1）把反应产生的CO2全部赶出 （2）多次实验确保数据准确 （3） （4）用

盘天平称量ag试样加适量蒸馏水溶解，向溶液中慢慢滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止，过滤，得CaCO3沉淀bg。计算可得试样中纯碱的质量分数为。

名师精析：本题是定量实验与实验设计相结合的综合性实验题，解答时应从以下几个方面入手：

1. 实验目的：测定某含有NaCl杂质的纯碱试样中纯碱的质量分数。

2. 实验原理：H2SO4+Na2CO3Na2SO4+CO2 +H2O，通过测定CO2的质量，进而求Na2CO3的质量分数。

3. 存在问题：要准确测定CO2的质量，有三个不利因素，一是最后有部分CO2不能进入U型管，导致测定结果偏低；二是生成的CO2中含有水蒸气，若进入U型管，会导致测定结果偏高；三是空气中的CO2和水蒸气也可能进入U型管，使测定结果偏高。解决方法：针对以上问题，设计以下解决方法：（1）用空气把反应生成的CO2赶进U型管，但空气中的CO2必须净化除去，所以在前面加了一个盛有NaOH溶液的洗气瓶，用来吸收空气中的CO2；（2）制出的CO2中含有水蒸气，不能让其进入U型管，所以在U型管前加了一个盛有浓硫酸的洗气瓶，用来干燥生成的CO2；（3）在U型管的后面加一个盛有碱石灰的干燥管，防止空气中的CO2和水蒸气进入U型管。

4. 实验设计：本题最后一问要求设计一种不同的实验方法测定试样中纯碱的质量分数，是一道开放性问题，答案并不唯一，只要设计合理，即可得分。可从两个方面思考：一是要测定试样中纯碱的质量分数，只要能测出一定质量的试样中纯碱的质量即可，可以将试样溶解，加入CaCl2、Ca(NO3)2、Ca(OH)2等，将Na2CO3转化为CaCO3沉淀，通过测定沉淀的质量求出Na2CO3的质量，再求出纯碱的质量分数；二是要测定试样中纯碱的质量分数，只要能测出一定质量的试样中所含杂质NaCl的质量即可，可以将试样溶解，加入稀硝酸至不再产生气体，再加入AgNO3溶液，将NaCl转化为AgCl沉淀，通过测定沉淀的质量求出NaCl的质量，再求出纯碱的质量分数。

正确答案：（略）

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