Question

2．工業(yè)燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價(jià)易得，但工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉．某科學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測(cè)定問(wèn)題，展開(kāi)了討論與探究．
【原理思路】利用Na₂CO₃與稀H₂SO₄反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，通過(guò)CO₂質(zhì)量的測(cè)定，確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，從而計(jì)算樣品純度．
【實(shí)驗(yàn)方案】小科同學(xué)根據(jù)以上思路，設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)方案（固定裝置省略）．

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）濃硫酸的作用為吸收水分干燥作用．
【交流討論】小明認(rèn)為圖甲實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)有缺陷，若按該方案進(jìn)行測(cè)定會(huì)導(dǎo)致難以避免的誤差．你認(rèn)為下列哪些因素會(huì)導(dǎo)致難以避免的誤差①②③④（填序號(hào)）．
①加入的稀硫酸量不足            ②裝置內(nèi)空氣中的CO₂沒(méi)有排出
③反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂未被完全吸收    ④干燥管與空氣直接相通
【方案改進(jìn)】為減少誤差，使CO₂質(zhì)量的測(cè)定更準(zhǔn)確，該小組同學(xué)根據(jù)以上討論，對(duì)圖甲方案進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了如圖乙的實(shí)驗(yàn)方案（固定裝置省略）．
圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應(yīng)前和停止反應(yīng)后，都要通過(guò)量的空氣，反應(yīng)前通空氣時(shí)a、b、c三個(gè)彈簧夾的控制方法是反應(yīng)前，關(guān)閉c打開(kāi)a和b，反應(yīng)后關(guān)閉b打開(kāi)a和c．
【數(shù)據(jù)分析】若撤去圖乙中的C裝置，則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將偏低（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）．
【拓展提高】已知Na₂CO₃溶液滴加稀硫酸并不斷振蕩，先生成NaHCO₃，當(dāng)Na₂CO₃全部轉(zhuǎn)化為NaHCO₃后，生成的NaHCO₃能繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)生成CO₂．現(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸，反應(yīng)后產(chǎn)生無(wú)色氣體并得到X溶液．請(qǐng)分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì)，其所有的可能組成為Na₂SO₄，Na₂SO₄ H₂SO₄，Na₂SO₄ NaHCO₃．

Answer 1

分析 本題能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析可知：碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水和二氧化碳，配平即可；濃硫酸的作用為：吸收水分干燥作用；加入的稀硫酸量不足，裝置內(nèi)空氣中的CO₂沒(méi)有排出，反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂未被完全吸收，干燥管與空氣直接相通，都會(huì)造成以避免的誤差；圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應(yīng)前和停止反應(yīng)后，都要通過(guò)量的空氣，反應(yīng)前通空氣時(shí)a、b、c三個(gè)彈簧夾的控制方法是：反應(yīng)前，關(guān)閉c打開(kāi)a和b，反應(yīng)后關(guān)閉b打開(kāi)a和c；若撤去圖乙中的C裝置，則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將偏低，因?yàn)闀?huì)把二氧化碳的質(zhì)量偏高，碳酸鈉偏高，燒堿偏低；向樣品中加一定量的稀硫酸，反應(yīng)后產(chǎn)生無(wú)色氣體并得到X溶液，分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì)，其所有的可能組成是：Na₂SO₄，Na₂SO₄ H₂SO₄，Na₂SO₄ NaHCO₃．

解答 解：（1）碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水和二氧化碳，配平即可；故答案為：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）濃硫酸的作用為：吸收水分干燥作用；加入的稀硫酸量不足，裝置內(nèi)空氣中的CO₂沒(méi)有排出，反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂未被完全吸收，干燥管與空氣直接相通，都會(huì)造成以避免的誤差；若撤去圖乙中的C裝置，則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將偏低，因?yàn)闀?huì)把二氧化碳的質(zhì)量偏高，碳酸鈉偏高，燒堿偏低；向樣品中加一定量的稀硫酸，反應(yīng)后產(chǎn)生無(wú)色氣體并得到X溶液，分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì)，其所有的可能組成是：Na₂SO₄，Na₂SO₄ H₂SO₄，Na₂SO₄ NaHCO₃；故答案為：吸收水分干燥作用； ①②③④；反應(yīng)前，關(guān)閉c打開(kāi)a和b，反應(yīng)后關(guān)閉b打開(kāi)a和c；偏低； Na₂SO₄，Na₂SO₄ H₂SO₄，Na₂SO₄ NaHCO₃

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．