Question

2．某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，測定某品牌碳酸飲料中CO₂的含量，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)步驟：

①將250mL瓶裝碳酸飲料放在冰箱中冷凍一段時(shí)間（未結(jié)冰）；
②將飲料從冰箱內(nèi)取出，迅速加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%NaOH溶液5mL；倒轉(zhuǎn)飲料瓶，輕輕震蕩，然后放置恢復(fù)至室溫，作待測液；
③按如圖連接實(shí)驗(yàn)裝置．取50mL待測液置于裝置B的錐形瓶中，關(guān)閉開關(guān)K，打開分液漏斗的活塞，向錐形瓶中注入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡，關(guān)閉活塞；
④打開開關(guān)K，向裝置中鼓入空氣，一段時(shí)間后，將C裝置中的物質(zhì)過濾，洗滌，烘干稱量質(zhì)量為0.394g．
資料：
①CO₂與足量Ba（OH）₂反應(yīng)生成BaCO₃沉淀．
②堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物．
③實(shí)驗(yàn)中各種溶液的密度都視為1g/mL．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程完成下列問題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)過程中，C裝置中的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡，溶液變渾濁．
（2）裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，裝置D的目的是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入氫氧化鋇溶液中．
（3）步驟①冷凍碳酸飲料的目的是防止二氧化碳逸出．
（4）步驟④鼓入空氣的目的是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鋇溶液吸收．
（5）根據(jù)題中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算此品牌碳酸飲料中CO₂的含量為1.76g/L．（加入的NaOH溶液的體積可忽略不計(jì)）

Answer 1

分析 （1）二氧化碳能和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和水；
（2）裝置A中，氫氧化鈉能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；
（3）氣體的溶解度隨著溫度降低而增大；
（4）步驟④鼓入空氣的目的是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鋇溶液吸收，使測定結(jié)果更準(zhǔn)確；
（5）根據(jù)題中提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算此品牌碳酸飲料中CO₂的含量．

解答 解：（1）上述實(shí)驗(yàn)過程中，除去二氧化碳的空氣不溶于氫氧化鋇溶液，產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)生成的二氧化碳能和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，因此C裝置中的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡，溶液變渾濁．
故填：產(chǎn)生氣泡，溶液變渾濁．
（2）裝置A中，氫氧化鈉能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
裝置D的目的是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入氫氧化鋇溶液中．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入氫氧化鋇溶液中．
（3）步驟①冷凍碳酸飲料的目的是增大二氧化碳的溶解度，防止二氧化碳逸出．
故填：防止二氧化碳逸出．
（4）步驟④鼓入空氣的目的是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鋇溶液吸收．
故填：使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被氫氧化鋇溶液吸收．
（5）設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x，
Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，
                   44      197
                   x     0.394g
$\frac{44}{x}$=$\frac{197}{0.394g}$，
x=0.088g，
此品牌碳酸飲料中CO₂的含量為：0.088g/50mL=0.088g/0.05L=1.76g/L．
故填：1.76．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．