Question

18．某科學小組用實驗室中NaOH溶液測定空氣中酸性氣體（CO₂、SO₂）的體積分數．實驗步驟如下：
①向細玻璃管內注入少量水，形成一段水柱，裝置如圖所示．用手捂住燒瓶一段時間，若出現水柱上移現象，說明該裝置氣密性良好．
②用此裝置收集一瓶含有酸性氣體的空氣．
③將40mL濃NaOH溶液迅速倒入燒瓶內，立即塞緊橡皮塞，并在細玻璃管上標記水柱底部的位置，測得該標記以下細玻璃管及燒瓶的總容積為340mL．
觀察并測量得出水柱緩慢向下移動的距離為3.0cm．已知長為1cm的細玻璃管的容積為0.1mL（水柱的質量忽略不計）．請你回答：
（1）根據實驗步驟③中的數據，該空氣中酸性氣體的體積分數為0.1%．
（2）按上述步驟操作時，若實驗過程中環境的溫度略有降低，則實驗結果偏大（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（3）為了檢驗NaOH溶液是否變質實驗，下列試劑中可選用AC（填符號）．
A．鹽酸      B．KCl溶液       C．BaCl₂溶液       D．酚酞試液．

Answer 1

分析 ①根據密封裝置內的氣體受熱壓強增大分析回答；
（1）氫氧化鈉溶液能與酸性氣體反應，使氣體體積減小；
（2）根據溫度降低會使氣體體積縮小來分析；
（3）檢驗NaOH溶液是否變質即檢驗碳酸根離子的存在．

解答 解：①向細玻璃管內注入少量水，形成一端水柱，裝置如圖所示，用手捂住燒瓶一段時間，溫度升高，壓強增大，若出現水柱上移現象，說明該裝置氣密性良好；
（1）該氣體樣品中酸性氣體的體積分數為：$\frac{0.3ml}{340ml-40ml}$×100%=0.1%；
（2）溫度降低會使氣體體積縮小，造成體積減少比實際大，故實驗結果偏大；
（3）氫氧化鈉易與空氣中的二氧化碳發硬生成了碳酸鈉而變質，為了檢驗NaOH溶液是否變質，只要能證明是否含有碳酸鈉即可；
A、由于碳酸鈉能與稀鹽酸反應生成了二氧化碳，可以選用；
B、KCl溶液與碳酸鈉不反應，不可以選用；
C、BaCl₂溶液 與碳酸鈉反應生成了碳酸鋇沉淀，可以選用；
D、氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使酚酞試液變成紅色，不可以選用．
故答案為：①水柱上移；
（1）0.1%；
（2）偏大；
（3）AC．

點評 檢驗氫氧化鈉與碳酸鈉的混合物時，可先把碳酸鈉變成沉淀并且不生成影響氫氧化鈉檢驗的堿性物質，然后使用酚酞檢驗氫氧化鈉．