Question

8．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(zhì)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．
利用Na₂CO₃與稀H₂SO₄反應產(chǎn)生CO₂，通過CO₂質(zhì)量的測定，確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，從而計算樣品純度．
【實驗方案】小科同學根據(jù)以上思路，設計了如圖甲的實驗方案（固定裝置省略），圖中儀器A的名稱是錐形瓶．
【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(nèi)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．

【方案改進】為減小誤差，使CO₂質(zhì)量的測定更準確，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三個彈簧夾的開閉情況是關閉c、打開a、b．
【數(shù)據(jù)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】已知碳酸鈉溶液與稀硫酸反應先生成碳酸氫鈉和硫酸鈉，當碳酸鈉全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉后，生成的碳酸氫鈉能繼續(xù)與稀硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳．
現(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸，反應后產(chǎn)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(zhì)，其所有的可能組成硫酸鈉或硫酸鈉和硫酸或硫酸鈉和碳酸氫鈉．

Answer 1

分析 【實驗方案】要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
【交流討論】通過分液漏斗可以隨時向錐形瓶中加入稀硫酸；
裝置內(nèi)空氣中的CO₂沒有排出，反應產(chǎn)生的CO₂未被完全吸收，干燥管與空氣直接相通等都會影響實驗結果；
【方案改進】樣品在與稀硫酸反應前通過量的除去二氧化碳的空氣，是為了把裝置中的二氧化碳排出；
停止反應后，通過量的除去二氧化碳的空氣，是為了使反應生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收；
【數(shù)據(jù)分析】濃硫酸具有吸水性，可以用作某些物質(zhì)的干燥劑；若撤去圖2中的C裝置，水蒸氣會進入堿石灰中，并且被吸收，會影響實驗結果；
【拓展提高】根據(jù)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】儀器A的名稱是錐形瓶；
故填：錐形瓶；
【交流討論】
加入的稀硫酸量不足時，可以繼續(xù)加入，而裝置內(nèi)空氣中的CO₂沒有排出、反應產(chǎn)生的CO₂未被完全吸收、干燥管與空氣直接相通等因素會導致難以避免的誤差．
故填：②③④；
【方案改進】
反應前通空氣時，關閉c、打開a、b，可以把B、C裝置中的二氧化碳排出，使實驗結果更準確．
故填：關閉c、打開a、b；
【數(shù)據(jù)分析】
若撤去圖乙中的C裝置，水和二氧化碳同時被D裝置中的堿石灰吸收，使計算出的碳酸鈉結果偏大，從而導致氫氧化鈉的含量偏低．
故填：偏低；
【拓展提高】
碳酸氫鈉和硫酸反應產(chǎn)生硫酸鈉、水和二氧化碳；
向樣品中加一定量的稀硫酸，反應后產(chǎn)生無色氣體，說明稀硫酸和氫氧化鈉完全反應后，剩余的稀硫酸和碳酸鈉完全反應后仍然有剩余，不然就不會生成二氧化碳了．
當稀硫酸過量時，X中的溶質(zhì)是硫酸鈉和硫酸；
當硫酸適量時，和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉，和碳酸鈉反應生成硫酸鈉和碳酸氫鈉，稀硫酸再和碳酸氫鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，X中的溶質(zhì)是硫酸鈉；
當稀硫酸不足時，和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉，和碳酸鈉反應生成硫酸鈉和碳酸氫鈉，再和部分碳酸氫鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，X中的溶質(zhì)是硫酸鈉和碳酸氫鈉．
故填：硫酸鈉、水和二氧化碳；硫酸鈉或硫酸鈉和硫酸或硫酸鈉和碳酸氫鈉．

點評 本題主要考查了實驗裝置的設計和物質(zhì)的推斷等方面的知識，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；再根據(jù)實驗的反應原理，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分，然后得出所要探究的物質(zhì)中該成分的組成．