Question

16．工業(yè)燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價易得，但工業(yè)燒堿中常含有雜質碳酸鈉．某科學學習小組同學圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測定問題，展開了討論與探究．
【原理思路】利用Na₂CO₃與稀H₂SO₄反應產生CO₂，通過CO₂質量的測定，確定樣品中碳酸鈉的質量，從而計算
樣品純度．
【實驗方案】小科同學根據以上思路，設計了如圖甲的 實驗方案（固定裝置省略）．裝置中，儀器A的名稱錐形瓶．
【交流討論】小明認為圖甲實驗方案的設計有缺陷，若按該方案進行測定會導致難以避免的誤差．你認為下列哪些因素會導致難以避免的誤差②③④（填序號）．
①加入的稀硫酸量不足②裝置內空氣中的CO₂沒有排出
③反應產生的CO₂未被完全吸收④干燥管與空氣直接相通
【方案改進】為減少誤差，使CO₂質量的測定更準確，該小組同學根據以上討論，對圖甲方案進行改進，設計了如圖乙的實驗方案（固定裝置省略）．

圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應前和停止反應后，都要通過量的空氣，反應后通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是關閉b，打開a，c．
【數據分析】若撤去圖乙中的C裝置，則測得工業(yè)燒堿的純度將偏低（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
【拓展提高】已知Na₂CO₃溶液與稀硫酸反應先生成NaHCO₃，當Na₂CO₃全部轉化為NaHCO₃后，生成的NaHCO₃能繼續(xù)與稀硫酸反應生成CO₂．現向樣品中加一定量的稀硫酸，反應后產生無色氣體并得到X溶液．請分析推斷反應后所得X溶液的溶質，其所有的可能組成硫酸鈉；硫酸鈉和硫酸；硫酸鈉和碳酸氫鈉．

Answer 1

分析 【實驗方案】根據所學知識直接寫出儀器的名稱；
【交流討論】根據每一個裝置的作用解答；
【方案改進】反應前通空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣將裝置內的空氣排凈，反應停止后通空氣的作用是把產生的二氧化碳全部排出并吸收；
【數據分析】根據反應生成的氣體在逸出的過程中要帶出一部分水蒸氣，會對實驗結果產生影響解答．
【拓展提高】根據題給的信息結合硫酸和碳酸鈉反應來完成該題的解答．

解答 解：【實驗方案】圖中所標的儀器的名稱為錐形瓶；
【交流討論】甲裝置存在明顯的缺陷�、谘b置內空氣中的CO₂沒有排出，影響實驗結果；③反應產生的CO₂ 未被全部排出，也就不能完全吸收；④干燥管與空氣直接相通，會吸收空氣中的二氧化碳；
【方案改進】反應前通空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣將裝置內的空氣排凈，反應停止后通空氣的作用是把產生的二氧化碳全部排出并吸收；反應后通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是關閉b，打開a，c；這樣才能把含二氧化碳的空氣全部排入D中吸收．
【數據分析】反應生成的氣體在逸出的過程中要帶出一部分水蒸氣，如果沒有裝置C則會使D裝置中吸收的物質偏大，而使測量結果偏低．
【拓展提高】硫酸和碳酸鈉反應生成了硫酸鈉、水和二氧化碳，若硫酸和碳酸鈉恰好完全反應則生成的溶液中的溶質為硫酸鈉；若硫酸過量，則得到溶液溶質為硫酸鈉和硫酸，若硫酸的量不足，則得到溶液含有的溶質為硫酸鈉和碳酸氫鈉．
故答案為：【實驗方案】錐形瓶；
【交流討論】②③④；
【方案改進】關閉b，打開a，c；
【數據分析】偏低．
【拓展提高】硫酸鈉；硫酸鈉和硫酸；硫酸鈉和碳酸氫鈉．

點評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理，弄清個裝置的作用；再根據實驗的反應原理，分析推斷出該物質的組成成分，然后得出所要探究的物質中該成分的組成．