Question

【題目】結合如圖實驗裝置圖回答問題

（1）用A圖制取二氧化碳氣體，反應的化學方程式為：________，若錐形瓶內的反應進行較長時間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅，則是由于A 裝置存在缺陷，其缺陷為________；

（2）圖 B、C、D 是探究二氧化碳化學性質的實驗，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應的現(xiàn)象是________；

（3）圖 E 和 F 是探究哪種離子能促進 H2O2 分解的實驗，現(xiàn)象是：E 中產(chǎn)生大量氣泡，F 中沒有明顯現(xiàn)象，則促進 H2O2 分解的離子符號是________。

II工業(yè)燒堿中常含有雜質碳酸鈉．某興趣小組同學圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測定問題，展開了討論與探究．

（實驗思路）利用 Na2CO3與稀 H2SO4反應產(chǎn)生 CO2，通過測定產(chǎn)生的 CO2質量，確定樣品中碳酸鈉的質量，計算樣品純度．

（實驗方案）小明根據(jù)以上思路，設計了如圖甲的實驗方案（固定裝置省略）．

（1）A 中發(fā)生的化學反應方程式有________．

（2）濃硫酸的作用為________．

（3）能說明樣品中的碳酸鈉完全反應的現(xiàn)象是________．

（交流討論）經(jīng)討論，小組同學一致認為圖甲中小明設計的實驗方案有缺陷，則因方案設計缺陷而導致誤差的因素有________（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(chǎn)生的 CO2 未被完全吸收 ④干燥管與空氣直接相通

（實驗改進）為減少誤差，使測定生成 CO2 的質量更準確，該小組同學根據(jù)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，反應前通空氣時 a、b、c 三個彈簧夾的控制方法是________．

（數(shù)據(jù)分析）該實驗測定工業(yè)燒堿的純度，需要收集的數(shù)據(jù)有________，若撤去圖乙中的A 裝置，實驗步驟同上，則測得工業(yè)燒堿的純度將__________ （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．

Answer 1

【答案】CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 長頸漏斗未伸到液面以下 D 中試管內液面上升，且上升高度比 B 高 Fe3+ Na2CO3+ H2SO4= Na2SO4+H2O+CO2↑、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 干燥氣體 繼續(xù)滴加稀硫酸時，不再有氣泡產(chǎn)生 ②③④ 先關閉 c，再打開 a、b 樣品的質量和 D 裝置增加的質量 偏低

【解析】

（1）根據(jù)反應物是石灰石和鹽酸，生成物是氯化鈣、水和二氧化碳，反應方程式是：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；若錐形瓶內的反應進行較長時間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅，則是由于A 裝置存在缺陷，其缺陷為長頸漏斗未伸到液面以下，生成的二氧化碳會從長頸漏斗散逸到空氣中；

（2）二氧化碳能夠溶于水，如果試管中液面D比B上升的更高，說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應。圖 B、C、D 是探究二氧化碳化學性質的實驗，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應的現(xiàn)象是D 中試管內液面上升，且上升高度比B高；

（3）E、F中都含有氯離子，E中產(chǎn)生大量氣泡，F中沒有明顯現(xiàn)象，說明能夠促進H2O2分解的離子是Fe3+；

II

實驗方案：

（1）根據(jù)圖可知A中發(fā)生的化學反應為碳酸鈉與稀硫酸反應、稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應，其化學方程式分別為：Na2CO3+ H2SO4= Na2SO4+H2O+CO2↑、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；

（2）濃硫酸的作用為吸水干燥二氧化碳氣體.

（3）能說明樣品中的碳酸鈉完全反應的現(xiàn)象是繼續(xù)滴加稀硫酸時，不再有氣泡產(chǎn)生；

交流討論：

經(jīng)討論，小組同學一致認為圖甲中小明設計的實驗方案有缺陷，則因方案設計缺陷而導致誤差的因素有：裝置內空氣中的CO2沒有排出；反應后，錐形瓶仍有二氧化碳，產(chǎn)生的CO2未被完全吸收；干燥管與空氣直接相通，會吸收空氣中的水和二氧化碳，導致測量結果不準確。故選②③④；

實驗改進：

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，反應前通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是先關閉c，再打開a、b；

數(shù)據(jù)

該實驗測定工業(yè)燒堿的純度，需要收集的數(shù)據(jù)有樣品的質量和D裝置增加的質量（產(chǎn)生的二氧化碳質量，可根據(jù)二氧化碳質量求出樣品中碳酸鈉的質量），若撤去圖乙中的A裝置，實驗步驟同上，空氣中的二氧化碳也會被D裝置中堿石灰吸收，側得樣品中碳酸鈉質量分數(shù)偏高，而工業(yè)燒堿的純度將偏低。