Question

4．某校化學興趣小組的同學對敞口放置的固體燒堿的變質程度開展了探究．
寫出燒堿發生變質反應的化學方程式：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
為確定固體混合物中碳酸鈉的質量分數，他們設計了如下幾種不同的實驗方案：
【方案一】氣體分析法．
（1）如圖1所示（鐵夾夾持的儀器是理想無摩擦注射器），把X g的混合物與足量稀硫酸反應后，測定產生的CO₂氣體的體積．檢查該裝置的氣密性的方法是將分液漏斗的活塞關閉，將注射器的活塞向外拉，松開后活塞回到原處，說明裝置氣密性良好．

（2）有同學提出以圖2代替圖1中的收集裝置，則所測CO₂氣體的體積偏小（填“偏大”、“偏小”、“不變”），理由是CO₂能溶于水且與水反應，你的改進方案是在水面上覆蓋一層植物油；廣口瓶內原有的空氣對實驗結果沒有（填“有”或“沒有”）影響．
（3）也有人用圖3裝置測定CO₂的質量 （堿石灰的成分是CaO和NaOH的混合物）．則圖3實驗裝置主要存在哪些缺陷？這些缺陷對實驗結果有何影響？（選1點填入下表）

主要缺陷	對實驗結果的影響

【方案二】沉淀分析法．

（1）“操作1”的名稱是過濾．
（2）確定BaCl₂溶液是否過量的方法是取過濾后的溶液，加入稀硫酸，產生白色沉淀．
（3）導致測定的結果偏大的原因可能是沉淀洗滌不干凈．

Answer 1

分析 解實驗題關鍵要圍繞實驗目的進行分析．
方案一：實驗目的是通過測碳酸鈉和酸反應放出的CO₂的體積或質量來設計的，所以所有操作必須保證CO₂的體積或質量準確，即必須將反應生成的氣體吸收完全，也不能讓空氣中的物質影響測定．
方案二：根據碳酸鈉和氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，氯化鋇的性質進行分析解答即可．

解答 解：氫氧化鈉是堿，可以和空氣中的酸性氧化物二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，而變質．
故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
方案一：（1）要檢查該裝置的氣密性，可以將分液漏斗的活塞關閉，將注射器的活塞向外拉，松開后活塞回到原處，說明裝置氣密性良好，故填：將分液漏斗的活塞關閉，將注射器的活塞向外拉，松開后活塞回到原處，說明裝置氣密性良好；
（2）因為二氧化碳不僅能溶于水還能與水反應，用排水法收集氣體，收集的二氧化碳偏小，為防止二氧化碳接觸水，可用隔絕的方法；廣口瓶內原有的空氣對實驗結果沒有影響；故填：偏小；CO₂能溶于水且與水反應；在水面上覆蓋一層植物油；沒有；
（3）反應生成的二氧化碳中含有水分，堿石灰可以吸收水分，同時裝置中的二氧化碳沒法被堿石灰吸收都可能造成二氧化碳的質量減小．同時尾裝置的干燥管接口接反了，不能起到防止空氣進入反應體系．
故填：

①產生的CO2氣體中混有水蒸氣，同時被堿石灰吸收	導致結果偏大
②反應結束后裝置內殘留的CO2氣體不能全部排出	導致結果偏小
③球形干燥管與空氣相通，也會吸收空氣中的CO2和水蒸氣	導致結果偏大

方案二：（1）經過操作1得到的是溶液和沉淀，故是過濾操作，故填：過濾；
（2）確定BaCl₂溶液是否過量的方法是取過濾后的溶液，加入稀硫酸，產生白色沉淀，說明氯化鋇過量，故填：取過濾后的溶液，加入稀硫酸，產生白色沉淀；
（3）若是所得的沉淀洗滌不干凈，會導致所得的固體質量偏大，從而測定結果偏大，故填：沉淀洗滌不干凈．

點評 本題考查的是常見的變質物質成分的實驗探究，完成此題，可以依據已有的物質的性質進行．