Question

工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠，某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题，展开了讨论与探究．

利用Na₂CO₃与稀H₂SO₄反应产生CO₂，通过CO₂质量的测定，确定样品中碳酸钠的质量，从而计算样品的纯度．
（1）小科同学根据以上思路，设计了如图甲的实验方案（固定装置省略），图中仪器A的名称是

 

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（2）小明认为图甲实验方案的设计有缺陷，若按该方案进行测定会导致难以避免的误差，如装置内空气中的CO₂没有排出、反应产生的CO₂未被完全吸收等．为减小误差，使CO₂质量的测定更准确，该小组同学根据以上讨论，对图甲方案进行改进，设计了如图乙的实验方案（固定装置省略）．
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后，都要通过量的空气，反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的开闭情况是

 

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（3）若撤去图乙中的C装置，则测得工业烧碱的纯度将

 

（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
（4）已知：碳酸钠溶液与稀硫酸反应先生成碳酸氢钠，当碳酸钠全部转变为碳酸氢钠后，生成的碳酸氢钠能继续与稀硫酸反应生成二氧化碳．现向纯碱样品中加一定量的稀硫酸，反应后产生无色气体并得到X溶液．请分析推断反应后所得X溶液的溶质，其所有的可能组成为

 

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Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,酸的化学性质,盐的化学性质

专题：科学探究

分析：（1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据装置的设计意图可以知道反应前鼓入空气的目的是除去B中的空气中的二氧化碳，而反应后鼓入空气的目的是保证将产生的二氧化碳全部排出进行分析；
（3）根据反应生成的气体在逸出的过程中要带出一部分水蒸气，如果没有装置C，则会使D装置中吸收的物质偏大，而使测量结果偏低进行分析；
（4）根据题给的信息结合硫酸和碳酸钠反应进行分析．

解答：解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，仪器A的名称是锥形瓶；
（2）根据装置的设计意图可以知道反应前鼓入空气的目的是除去B中的空气中的二氧化碳，所以反应前应该打开弹簧夹a和b，关闭弹簧夹c，从而使B装置的中的空气排出；
（3）反应生成的气体在逸出的过程中要带出一部分水蒸气，如果没有装置C则会使D装置中吸收的物质偏大，这样计算出的碳酸钠的质量也就偏大，从而使测量出的氢氧化钠的质量偏低，导致结果偏低；
（4）硫酸和碳酸钠反应生成了硫酸钠、水和二氧化碳，若硫酸和碳酸钠恰好完全反应则生成的溶液中的溶质为硫酸钠；若硫酸过量，则得到溶液溶质为硫酸钠和硫酸，若硫酸的量不足，则得到溶液含有的溶质为硫酸钠和碳酸氢钠．
故答案为：（1）锥形瓶；
（2）关闭c、打开a、b；
（3）偏低；
（4）Na₂SO₄和H₂SO₄；Na₂SO₄；Na₂SO₄和NaHCO₃．

点评：在解此类题时，首先分析问题情景，找到实验探究的反应原理；再根据实验的反应原理，分析推断出该物质的组成成分，然后得出所要探究的物质中该成分的组成．