Question

20．某過(guò)碳酸鈉（Na₂CO₄）中含有少量過(guò)氧化鈉，甲、乙兩位同學(xué)各稱取一定質(zhì)量的該樣品，并用如下圖所示儀器測(cè)定樣品的純度．
儀器的連接順序，甲同學(xué)：⑤-⑧-③-⑦-④；乙同學(xué)：⑤-③-②

已知：過(guò)碳酸鈉（Na₂CO₄）、過(guò)氧化鈉分別跟足量稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
2Na₂CO₄+2H₂SO₄═2Na₂SO₄+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O
2Na₂O₂+2H₂SO₄═2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O
（1）甲同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)是生成的氧氣的體積，他選用的裝置③（填序號(hào)）是沒(méi)有必要的．實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)測(cè)得氣體體積為V L（20℃，1大氣壓），計(jì)算時(shí)他未將V L換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況，則他得到的Na₂CO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低．（填“偏高”或“偏低”）
（2）乙同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)是生成的二氧化碳的質(zhì)量，按他測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有可能偏高，原因是空氣中的水與二氧化碳進(jìn)入②增重使結(jié)果偏大，也有可能偏低，原因是產(chǎn)生的二氧化碳在裝置⑤、③及導(dǎo)管中沒(méi)有完全被②吸收使結(jié)果偏�。�
（3）為了測(cè)得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你將乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，寫(xiě)出你所選用儀器的連接順序（每種儀器最多使用一次，也可以不用）⑩①③②⑨．（填序號(hào)）

Answer 1

分析 （1）過(guò)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳和氧氣，甲同學(xué)通過(guò)⑤-⑧-③-⑦-④的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可用⑧吸收二氧化碳，通過(guò)測(cè)量氧氣的體積可確定含量；
（2）乙同學(xué)：⑤-③-②，用堿石灰吸收二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可確定含量；空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入會(huì)引起測(cè)定結(jié)果偏大，生成的二氧化碳未被完全吸收會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏小；
（3）應(yīng)在②后面連接⑨，防止空氣中的水、二氧化碳進(jìn)入②，且使裝置內(nèi)氣體全部被吸收，應(yīng)通氮?dú)�，把生成的二氧化碳趕入后邊的裝置完全吸收，以減少誤差．

解答 解：（1）過(guò)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳和氧氣，甲同學(xué)通過(guò)⑤-⑧-③-⑦-④的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可用⑧吸收二氧化碳，通過(guò)測(cè)量氧氣的體積可確定含量，用排水法收集氧氣，氣體無(wú)需干燥，則裝置③沒(méi)有必要，實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)測(cè)得氣體體積為V L （20℃，1大氣壓），計(jì)算時(shí)他未將V L換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況，測(cè)定氧氣體積比標(biāo)準(zhǔn)狀況大，則他得到的Na₂CO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；
故答案為：生成的氧氣的體積；③；偏低；
（2）乙同學(xué)：⑤-③-②，用堿石灰吸收二氧化碳；根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可確定含量，但空氣中的水與二氧化碳進(jìn)入②增重使結(jié)果偏大；
故答案為：生成的二氧化碳的質(zhì)量；空氣中的水與二氧化碳進(jìn)入②增重使結(jié)果偏大；產(chǎn)生的二氧化碳在裝置⑤、③及導(dǎo)管中沒(méi)有完全被②吸收使結(jié)果偏�。�
（3）應(yīng)在②后面連接⑨，防止空氣中的水、二氧化碳進(jìn)入②，且使裝置內(nèi)氣體全部被吸收，應(yīng)通氮?dú)�，把生成的二氧化碳趕入后邊的裝置完全吸收，以減少誤差；儀器的連接順序⑩①③②⑨．
故答案為：⑩①③②⑨．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋瑸楦呖汲Ｒ?jiàn)題型，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理和目的，為解答該題的關(guān)鍵，難度中等．