Question

CO₂可用于制備碳酸飲料，人飲后有清涼感．某同學設計如下實驗，測定某品牌碳酸飲料中的CO₂的含量．
實驗方案一：
①將250mL瓶裝碳酸飲料放在冰箱中冷凍至剛好結冰；
②將飲料從冰箱內取出，迅速加入質量分數為50%NaOH溶液5mL；倒轉飲料瓶，輕輕震蕩，然后放置恢復至室溫，待測定；
③稱得裝置C的質量為x g，按圖1連接實驗裝置．取50mL待測液至儀器②中，關閉開關a，打開儀器①的活塞，向儀器②中注入稀鹽酸，至不再產生氣泡，關閉儀器①的活塞；
④打開開關a，向裝置中鼓入空氣，一段時間后，稱量C裝置質量為y g．

注：實驗中各種溶液的密度都視為1g/mL．堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物．
（1）上述裝置中，儀器①的名稱為

分液漏斗

，儀器②的名稱為

錐形瓶

．
（2）裝置A的目的是

吸收空氣中的二氧化碳和水

，裝置D的目的是

防止空氣中的二氧化碳和水進入，影響實驗結果

．
（3）步驟①冷凍碳酸飲料的目的是

防止二氧化碳逸出

．步驟②中反應的化學方程式為

Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑

，加入NaOH溶液的目的是

吸收二氧化碳

．
（4）步驟④鼓入空氣的目的是

讓生成的二氧化碳全部進入裝置C中

．
（5）根據題中提供的數據計算此品牌碳酸飲料中CO₂的含量為

20（y-x）

 g/L．
（6）若沒有B裝置，則測得CO₂含量會

偏大

．（填“偏大”或“偏小”）
實驗方案二：
①②與方案一相同；③按圖2連接實驗裝置．稱得整個裝置（含藥品）的質量，打開活塞注入足量稀鹽酸，間隔10s連續(xù)稱量整個裝置的質量，直到整個裝置的質量不變?yōu)橹梗?BR>（1）注入足量稀鹽酸后發(fā)生的化學反應方程式為

Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑

．
（2）該實驗中稱量操作至少進行

3

次．
（3）裝置B的目的是

吸收氣體中的水分

．
（4）有同學提出該方案測得CO₂含量會偏小，該同學的理由除了可能是空氣中水蒸氣對實驗結果的影響外，還可能是

錐形瓶內殘留有二氧化碳

．

Answer 1

分析：（1）根據常見儀器的名稱進行解答；
（2）根據空氣中水和二氧化碳對實驗結果造成影響進行解答；
（3）根據二氧化碳的溶解度隨溫度的降低而增大、鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳以及氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳氣體進行解答；
（4）根據鼓入空氣的目的是讓生成的二氧化碳全部進入裝置C中進行解答；
（5）根據C裝置質量增加就是二氧化碳的質量進行解答；
（6）根據沒有B裝置空氣中的二氧化碳和水分就會進入，使得測得CO₂含量會偏大進行解答；
實驗方案二：（1）根據鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳進行解答；
（2）根據實驗中稱量操作進行解答；
（3）根據濃硫酸具有吸收性進行解答；
（4）根據錐形瓶內殘留有二氧化碳進行解答．

解答：解：（1）儀器①的名稱為分液漏斗；儀器②的名稱為錐形瓶；
（2）空氣中水和二氧化碳對實驗結果造成影響，所以A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水；D裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水進入，影響實驗結果；
（3）二氧化碳的溶解度隨溫度的降低而增大，步驟①冷凍碳酸飲料的目的是防止二氧化碳逸出；鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，化學反應方程式為Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳氣體，加入NaOH溶液的目的是吸收二氧化碳；
（4）鼓入空氣的目的是讓生成的二氧化碳全部進入裝置C中；
（5）C裝置質量增加就是二氧化碳的質量．
生成二氧化碳的質量=yg-xg
此品牌碳酸飲料中CO₂的含量=

yg-xg

50mL

=20（y-x）g/L
答：此品牌碳酸飲料中CO₂的含量為20（y-x）g/L．
（6）沒有B裝置空氣中的二氧化碳和水分就會進入，使得測得CO₂含量會偏大；
實驗方案二：（1）鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，化學反應方程式為Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）該實驗中稱量操作至少進行3次；
（3）濃硫酸具有吸收性，吸收氣體中的水分；
（4）錐形瓶內殘留有二氧化碳，測得CO₂含量會偏小會使得．
故答案為：（1）分液漏斗；錐形瓶；
（2）吸收空氣中的二氧化碳和水；防止空氣中的二氧化碳和水進入，影響實驗結果；
（3）防止二氧化碳逸出；Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；吸收二氧化碳；
（4）讓生成的二氧化碳全部進入裝置C中；
（5）20（y-x）；
（6）偏大；
實驗方案二：（1）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；（2）3；（3）吸收氣體中的水分；（4）錐形瓶內殘留有二氧化碳．

點評：本題就對所學的化學知識：物質的組成、碳酸鈉和稀鹽酸的反應，根據化學方程式的計算和物質的純度進行了考查，要熟練掌握這些知識，書寫化學方程式一定要準確無誤．