Question

（8分）工業(yè)燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價(jià)易得，但工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉。某科學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)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(yīng)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(jì)算樣品純度。

【實(shí)驗(yàn)方案】小科同學(xué)根據(jù)以上思路，設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)方案（固定裝置省略）。

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

（2）濃硫酸的作用為______。

【交流討論】小明認(rèn)為圖甲實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)有缺陷，若按該方案進(jìn)行測定會導(dǎo)致難以避免的誤差。你認(rèn)為下列哪些因素會導(dǎo)致難以避免的誤差 ___________________（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(yīng)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(jìn)】為減少誤差，使CO2質(zhì)量的測定更準(zhǔn)確，該小組同學(xué)根據(jù)以上討論，對圖甲方案進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了如圖乙的實(shí)驗(yàn)方案（固定裝置省略）。

 

 

圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應(yīng)前和停止反應(yīng)后，都要通過量的空氣，反應(yīng)前通空氣時(shí)a、b、c三個(gè)彈簧夾的控制方法是___________________。

【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___________________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

【拓展提高】已知Na2CO3溶液滴加稀硫酸并不斷振蕩，先生成NaHCO3，當(dāng)Na2CO3全部轉(zhuǎn)化為NaHCO3后，生成的NaHCO3能繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)生成CO2�，F(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸，反應(yīng)后產(chǎn)生無色氣體并得到X溶液。請分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì)，其所有的可能組成為___________________。

 

Answer 1

（1）Na2CO3 + H2SO4 == Na2SO4 + H2O +CO2↑ H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O（2）吸水

【交流討論】 ②③④

【方案改進(jìn)】關(guān)閉c、打開a、b 【數(shù)據(jù)分析】 偏低

【拓展提高】Na2SO4和H2SO4；Na2SO4；Na2SO4和NaHCO3（寫名稱也對）

【解析】

試題分析：（1硫酸會與樣品中的碳酸鈉、氫氧化鈉分別發(fā)生反應(yīng)�；瘜W(xué)方程式為Na2CO3 + H2SO4 == Na2SO4 + H2O +CO2↑ H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O

（2）堿石灰可與二氧化碳反應(yīng)，也可吸收水。為得到準(zhǔn)確的二氧化碳的質(zhì)量，應(yīng)先用濃硫酸將水除去。

【交流討論】①加入的稀硫酸量不足，則會使反應(yīng)不完全，生成二氧化碳的質(zhì)量偏低；此誤差可能過繼續(xù)加入硫酸彌補(bǔ)。②裝置內(nèi)空氣中的CO2沒有排出，會使測得的二氧化碳的質(zhì)量偏低；③反應(yīng)產(chǎn)生的CO2未被完全吸收，會使沒得的二氧化碳的質(zhì)量偏低；④干燥管與空氣直接相通，會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w。造成測得的質(zhì)量偏高。所以應(yīng)選②③④。

【方案改進(jìn)】反應(yīng)前需要通入過量的空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w排出；且這部分二氧化碳?xì)怏w不能與D中的物質(zhì)反應(yīng)；所以應(yīng)關(guān)閉c、打開a、b 。

【數(shù)據(jù)分析】若撤去圖乙中的C裝置，則會有一部分水蒸氣進(jìn)入D中，使測得的二氧化碳的搟偏大，從而使計(jì)算出的碳酸鈉的質(zhì)量偏大，則燒堿的純度將偏低。

【拓展提高】如加入的硫酸不足以使生成的NaHCO3完全反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為：Na2SO4和NaHCO3；如加入的硫酸恰好使生成的NaHCO3完全反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為：Na2SO4；如加入的硫酸使生成的NaHCO3完全反應(yīng)，且過量，溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為：Na2SO4和H2SO4。

考點(diǎn)：科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)、