Question

5．工業燒堿具有較好的殺菌消毒作用工業燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價易得，但工業燒堿中常含有雜質碳酸鈉．某科學學習小組同學圍繞工業燒堿樣品純度測定問題，展開了討論與探究．

【原理思路】：利用Na₂CO₃與稀H₂SO₄反應產生CO₂，通過CO₂質量的測定，確定樣品中碳酸鈉的質量，從而計算樣品純度．
【實驗方案】：小科同學根據以上思路，設計了如圖甲的實驗方案（固定裝置省略）．裝置中，儀器A的名稱錐形瓶．
【交流討論】：小明認為圖甲實驗方案的設計有缺陷，若按該方案進行測定會導致難以避免的誤差．你認為下列哪些因素會導致難以避免的誤差②③④（填序號）．

①加入的稀硫酸量不足	②裝置內空氣中的CO2沒有排出
③反應產生的CO2未被完全吸收	④干燥管與空氣直接相通

【方案改進】：為減少誤差，使CO₂質量的測定更準確，該小組同學根據以上討論，對圖甲方案進行改進，設計了如圖乙的實驗方案（固定裝置省略）．圖乙中A裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳；圖乙中E裝置的作用是避免D裝置中的堿石灰與空氣接觸．圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應前和停止反應后，都要通過量的空氣，反應前通空氣的作用是把裝置內含二氧化碳的空氣排凈；反應停止后通空氣的作用是把裝置內的二氧化碳全部吸收．反應前通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是打開彈簧夾a和b，關閉彈簧夾c．
【數據分析】：若撤去圖乙中的C裝置，則測得工業燒堿的純度將偏低（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．

Answer 1

分析 【實驗方案】要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
【交流討論】根據每一個裝置的作用解答；通過分液漏斗可以隨時向錐形瓶中加入稀硫酸；裝置內空氣中的CO₂沒有排出，反應產生的CO₂未被完全吸收，干燥管與空氣直接相通等都會影響實驗結果；
【方案改進】樣品在與稀硫酸反應前通過量的除去二氧化碳的空氣，是為了把裝置中的二氧化碳排出；停止反應后，通過量的除去二氧化碳的空氣，是為了使反應生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收；
【數據分析】濃硫酸具有吸水性，可以用作某些物質的干燥劑；
若撤去圖乙中的C裝置，水蒸氣會進入堿石灰中，并且被吸收，會影響實驗結果．

解答 解：【實驗方案】：根據所學知識直接寫出儀器的名稱；
【交流討論】：甲裝置存在明顯的缺陷　②裝置內空氣中的CO₂沒有排出，影響實驗結果；③反應產生的CO₂ 未被全部排出，也就不能完全吸收；④干燥管與空氣直接相通，會吸收空氣中的二氧化碳；方案改進：A裝置中盛放的是氫氧化鈉溶液可以吸收空氣中的二氧化碳，E裝置中的堿石灰可避免空氣中的二氧化碳接觸D裝置中的堿石灰；  反應前通空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣將裝置內的空氣排凈，反應停止后通空氣的作用是把產生的二氧化碳全部排出并吸收；反應前通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是打開彈簧夾a和b，關閉c，這樣才能把含二氧化碳的空氣全部排凈．
【數據分析】：反應生成的氣體在逸出的過程中要帶出一部分水蒸氣，如果沒有裝置C則會使D裝置中吸收的物質偏大，而使測量結果偏低．
故答案為：
【實驗方案】錐形瓶；
【交流討論】②③④；
【方案改進】除去空氣中的二氧化碳；避免D裝置中的堿石灰與空氣接觸；把裝置內含二氧化碳的空氣排凈；把裝置內的二氧化碳全部吸收； 打開彈簧夾a和b，關閉彈簧夾c；
【數據分析】偏低．

點評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理，弄清個裝置的作用；再根據實驗的反應原理，分析推斷出該物質的組成成分，然后得出所要探究的物質中該成分的組成．