Question

17．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的名称是锥形瓶．
第33题图乙yi
（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打开弹簧夹a和b，关闭弹簧夹c．
（3）若撤去图乙中的C装置，则测得工业烧碱的纯度将偏低（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，其所有的可能组成硫酸钠；硫酸钠和硫酸；硫酸钠和碳酸氢钠．

Answer 1

分析 （1）根据所学知识直接写出仪器的名称；
（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，可以据此来判断并完成解答；
（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，而使测量结果偏低，可以据此解答该题；
（4）根据题给的信息结合硫酸和碳酸钠反应来完成该题的解答．

解答 解：（1）图中所标的仪器的名称为锥形瓶；
（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）打开弹簧夹a和b，关闭弹簧夹c；
（3）偏低；
（4）硫酸钠；硫酸钠和硫酸；硫酸钠和碳酸氢钠．

点评 解答这类题目时，首先，赏析问题情景，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．