题目内容
二氧化碳、碳酸钠和碳酸氢钠都是碳的重要化合物，它们在生活生产中都有着广泛的应用．甲、乙、丙三组同学分别对二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠的相关问题进行了以下探究，请你参与并完成对有关问题的解答．（1）甲组同学为测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，设计了如右图所示的实验装置．实验用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气）．
①在装置Ⅱ中，仪器a的名称是
②将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（装置Ⅲ），有利于提高实验的准确度，其理由是
③实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：装置Ⅰ中液体增重m g，收集到的气体体积（标准状况）为V L，该呼出气体中CO2的体积分数为（只要答出算式即可）：
（2）乙组同学查阅有关资料获知H2CO3的酸性弱于H2SO3的酸性，他们设计了以下实验方案进行验证：将CO2气体依次通过NaHSO3溶液、品红溶液，如果品红溶液
（3）某碳酸钠样品中混有一定量的碳酸氢钠．为测定该样品中碳酸钠、碳酸氢钠的含量，丙组同学取一定量的样品，研磨使其混合均匀，备用．
已知Na2CO3与盐酸的反应过程为：
先：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
后：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
他们称取不同质量的上述样品四份分别溶于水制成溶液，再将四份40.00mL相同浓度的盐酸溶液分别全部逐滴加入，充分反应并使生成的CO2气体全部被氢氧化钠溶液吸收，测得CO2的质量．部分实验数据如下：
| 盐酸溶液体积/mL | 40.00 | 40.00 | 40.00 | 40.00 |
| 样品质量/g | 7.200 | 10.80 | 14.40 | 21.60 |
| CO2质量/g | 3.080 | 4.620 | 3.520 | 0.880 |
②若样品质量为18.00g，按上述操作方法与相同体积、相同浓度的盐酸溶液反应，则生成CO2的质量为
考点：探究物质的组成或测量物质的含量,探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质
专题：实验设计题
分析：（1）①由图可知使用的仪器，装置Ⅱ的作用可防止空气中的二氧化碳进入I中；
②多孔的球泡，可增大气体与溶液的接触面积；
③瓶I溶液增重ag为二氧化碳的质量，据此计算呼出气体中二氧化碳的体积，二氧化碳的体积与收集到的气体体积之和为呼出气体的体积，进而计算呼出气体中二氧化碳的体积分数；
（2）H2CO3酸性弱于H2SO3，将CO2气体依次通过NaHSO3溶液，不会发生反应；
（3）由表格中数据可知，样品质量越大，含碳酸钠越多，盐酸不足，生成二氧化碳减少，生成气体的体积先增大后减小，可说明7.2g样品中样品完全反应，而21.6g样品与酸反应时盐酸完全反应，以此来计算．
②多孔的球泡，可增大气体与溶液的接触面积；
③瓶I溶液增重ag为二氧化碳的质量，据此计算呼出气体中二氧化碳的体积，二氧化碳的体积与收集到的气体体积之和为呼出气体的体积，进而计算呼出气体中二氧化碳的体积分数；
（2）H2CO3酸性弱于H2SO3，将CO2气体依次通过NaHSO3溶液，不会发生反应；
（3）由表格中数据可知，样品质量越大，含碳酸钠越多，盐酸不足，生成二氧化碳减少，生成气体的体积先增大后减小，可说明7.2g样品中样品完全反应，而21.6g样品与酸反应时盐酸完全反应，以此来计算．
解答：
解：（1）①由图可知，a为锥形瓶，吸气时，空气进入锥形瓶Ⅱ，在加入呼吸口，此时空气中的二氧化碳被锥形瓶Ⅱ中的氢氧化钠吸收，防止呼出气体中二氧化碳的含量测定，故答案为：锥形瓶；除去吸人空气中的CO2；
②可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO2被充分吸收，故答案为：可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO2被充分吸收；
③瓶I溶液增重mg为二氧化碳的质量，物质的量为
，标准状况下二氧化碳的体积为
×22.4L/mol，呼出气体的总体积为（VL+
×22.4L/mol），呼出气体中二氧化碳的体积分数为
×100%=
×100%，故答案为：
×100%；
（2）（2）H2CO3酸性弱于H2SO3，将CO2气体依次通过NaHSO3溶液，不会发生反应，不生成二氧化硫，则品红溶液不褪色，故答案为：不褪色；
（3）①由7.2g样品中样品完全反应，则
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
1 1 1
x+y 0.02 0.07mol
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
1 1 1
x x
，
解得x=0.06mol，y=0.01mol，
设21.6g混合物中含Na2CO3中为6nNaHCO3nmol，则6n×106+84n=21.6，解得n=0.03mol，n（CO2）=
=0.02mol，
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
1 1 1
0.02 0.02mol
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
1 1 1
0.18 0.18
则消耗盐酸为0.18mol+0.02mol=0.2mol，c（HCl）=
=5mol/L，
故答案为：5；
②样品质量为18.00g，含Na2CO3中为6mNaHCO3mmol，则6m×106+84m=18，解得m=0.025mol，n（HCl）=0.2mol，所以
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
0.15 0.15
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
0.05 0.05
即生成二氧化碳的质量为0.05mol×44g/mol=2.200g，故答案为：2.200．
②可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO2被充分吸收，故答案为：可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO2被充分吸收；
③瓶I溶液增重mg为二氧化碳的质量，物质的量为
| mg |
| 44g/mol |
| mg |
| 44g/mol |
| mg |
| 44g/mol |
| ||
VL+
|
| 5.6m |
| 11V+5.6m |
| 5.6m |
| 11V+5.6m |
（2）（2）H2CO3酸性弱于H2SO3，将CO2气体依次通过NaHSO3溶液，不会发生反应，不生成二氧化硫，则品红溶液不褪色，故答案为：不褪色；
（3）①由7.2g样品中样品完全反应，则
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
1 1 1
x+y 0.02 0.07mol
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
1 1 1
x x
|
解得x=0.06mol，y=0.01mol，
设21.6g混合物中含Na2CO3中为6nNaHCO3nmol，则6n×106+84n=21.6，解得n=0.03mol，n（CO2）=
| 0.88g |
| 44g/mol |
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
1 1 1
0.02 0.02mol
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
1 1 1
0.18 0.18
则消耗盐酸为0.18mol+0.02mol=0.2mol，c（HCl）=
| 0.2mol |
| 0.04L |
故答案为：5；
②样品质量为18.00g，含Na2CO3中为6mNaHCO3mmol，则6m×106+84m=18，解得m=0.025mol，n（HCl）=0.2mol，所以
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
0.15 0.15
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
0.05 0.05
即生成二氧化碳的质量为0.05mol×44g/mol=2.200g，故答案为：2.200．
点评：本题考查物质含量的探究性实验及混合物的计算，题目难度中等，本题注意对表中数据的分析为计算的关键，侧重数据分析能力、实验分析能力、计算能力的考查．
练习册系列答案
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