Question

4．某校化学兴趣小组的同学对敞口放置的固体烧碱的变质程度开展了探究．
写出烧碱发生变质反应的化学方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
为确定固体混合物中碳酸钠的质量分数，他们设计了如下几种不同的实验方案：
【方案一】气体分析法．
（1）如图1所示（铁夹夹持的仪器是理想无摩擦注射器），把X g的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO₂气体的体积．检查该装置的气密性的方法是将分液漏斗的活塞关闭，将注射器的活塞向外拉，松开后活塞回到原处，说明装置气密性良好．

（2）有同学提出以图2代替图1中的收集装置，则所测CO₂气体的体积偏小（填“偏大”、“偏小”、“不变”），理由是CO₂能溶于水且与水反应，你的改进方案是在水面上覆盖一层植物油；广口瓶内原有的空气对实验结果没有（填“有”或“没有”）影响．
（3）也有人用图3装置测定CO₂的质量 （碱石灰的成分是CaO和NaOH的混合物）．则图3实验装置主要存在哪些缺陷？这些缺陷对实验结果有何影响？（选1点填入下表）

主要缺陷	对实验结果的影响

【方案二】沉淀分析法．

（1）“操作1”的名称是过滤．
（2）确定BaCl₂溶液是否过量的方法是取过滤后的溶液，加入稀硫酸，产生白色沉淀．
（3）导致测定的结果偏大的原因可能是沉淀洗涤不干净．

Answer 1

分析 解实验题关键要围绕实验目的进行分析．
方案一：实验目的是通过测碳酸钠和酸反应放出的CO₂的体积或质量来设计的，所以所有操作必须保证CO₂的体积或质量准确，即必须将反应生成的气体吸收完全，也不能让空气中的物质影响测定．
方案二：根据碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，氯化钡的性质进行分析解答即可．

解答 解：氢氧化钠是碱，可以和空气中的酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸钠和水，而变质．
故答案为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
方案一：（1）要检查该装置的气密性，可以将分液漏斗的活塞关闭，将注射器的活塞向外拉，松开后活塞回到原处，说明装置气密性良好，故填：将分液漏斗的活塞关闭，将注射器的活塞向外拉，松开后活塞回到原处，说明装置气密性良好；
（2）因为二氧化碳不仅能溶于水还能与水反应，用排水法收集气体，收集的二氧化碳偏小，为防止二氧化碳接触水，可用隔绝的方法；广口瓶内原有的空气对实验结果没有影响；故填：偏小；CO₂能溶于水且与水反应；在水面上覆盖一层植物油；没有；
（3）反应生成的二氧化碳中含有水分，碱石灰可以吸收水分，同时装置中的二氧化碳没法被碱石灰吸收都可能造成二氧化碳的质量减小．同时尾装置的干燥管接口接反了，不能起到防止空气进入反应体系．
故填：

①产生的CO2气体中混有水蒸气，同时被碱石灰吸收	导致结果偏大
②反应结束后装置内残留的CO2气体不能全部排出	导致结果偏小
③球形干燥管与空气相通，也会吸收空气中的CO2和水蒸气	导致结果偏大

方案二：（1）经过操作1得到的是溶液和沉淀，故是过滤操作，故填：过滤；
（2）确定BaCl₂溶液是否过量的方法是取过滤后的溶液，加入稀硫酸，产生白色沉淀，说明氯化钡过量，故填：取过滤后的溶液，加入稀硫酸，产生白色沉淀；
（3）若是所得的沉淀洗涤不干净，会导致所得的固体质量偏大，从而测定结果偏大，故填：沉淀洗涤不干净．

点评 本题考查的是常见的变质物质成分的实验探究，完成此题，可以依据已有的物质的性质进行．