Question

3．為測(cè)定CO₂的相對(duì)分子質(zhì)量，某實(shí)驗(yàn)小組三位同學(xué)選用含NaHCO₃的樣品（質(zhì)量均為m₁g）和其它合理的試劑，進(jìn)行了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)．

完成下列填空：
甲用重量法確定CO₂的質(zhì)量，裝置如圖1：
（1）B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)中持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�其作用之一是把生成的CO₂全部排入后續(xù)裝置中，使之完全被吸收；另有作用為攪拌裝置B中的反應(yīng)物，使之充分反應(yīng)．
（3）不能提高測(cè)定精確度的措施是c．
a．向B內(nèi)加入酸之前，排盡裝置內(nèi)的CO₂氣體
b．向B內(nèi)滴加酸時(shí)不宜過(guò)快
c．在B、C之間增添盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置
d．在D后增添盛有堿石灰的干燥管
（4）乙用滴定法確定CO₂的物質(zhì)的量將樣品配制成100mL溶液，從中取出20.00mL，用c mol•L^-1的鹽酸滴定（甲基橙作指示劑）．當(dāng)溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且保�?0s不變時(shí)，停止滴定．平行測(cè)定三次，有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表．m₁ g樣品產(chǎn)生CO₂的物質(zhì)的量為0.125cmol．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	待測(cè)液體積 （mL）	消耗鹽酸體積（mL）
		初讀數(shù)	末讀數(shù)
1	20.00	0.00	25.02
2	20.00	0.20	28.80
3	20.00	1.30	26.28

（5）丙用氣體體積法確定CO₂的體積，裝置如右上圖所示．
①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，量氣管中加入的液體X為飽和碳酸氫鈉溶液；
②若該裝置氣密性良好，讀數(shù)平視，但測(cè)得的“CO₂體積”數(shù)據(jù)仍然偏小，其原因可能是水準(zhǔn)管的液面高于量氣管中的液面．
（6）確定CO₂的相對(duì)分子質(zhì)量，選用甲、乙（限用“甲”、“乙”、“丙”進(jìn)行填寫(xiě)）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為最佳．

Answer 1

分析 （1）重量法確定CO₂的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，裝置B用于產(chǎn)生二氧化碳，用碳酸氫鈉與稀硫酸反應(yīng)，裝置C用于干燥二氧化碳，裝置D吸收二氧化碳，為了將裝置中所有二氧化碳被堿石灰充分吸收，要用空氣在經(jīng)裝置A除去二氧化碳后的通過(guò)整個(gè)裝置，據(jù)此答題；
（2）實(shí)驗(yàn)中持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，除了把生成的CO₂全部排入后續(xù)裝置中，使之完全被吸收，還可以攪拌裝置B中的反應(yīng)物，使之充分反應(yīng)；
（3）a．向B內(nèi)加入酸之前，排盡裝置內(nèi)的CO₂氣體，可以減少空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾；
b．向B內(nèi)滴加酸時(shí)不宜過(guò)快，使碳酸氫鈉與酸充分反應(yīng)且使二氧化碳能被堿石灰充分吸收；
c．實(shí)驗(yàn)用稀硫酸與碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳，所以在B、C之間增添盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有作用；
d．在D后增添盛有堿石灰的干燥管，可以防止空氣中的水分和二氧化碳被D吸收而影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；
（4）用鹽酸滴定碳酸氫鈉（甲基橙作指示劑），滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由黃色變?yōu)槌壬�，根�?jù)表中數(shù)據(jù)可知，第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，應(yīng)去掉，所以消耗鹽酸的體積為$\frac{25.02+24.98}{2}$mL=25.00mL，所以消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.025cmol，根據(jù)關(guān)系式HCl～NaHCO₃，可得二氧化碳的物質(zhì)的量；
（5）①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，量氣管中加入的液體應(yīng)盡量減少二氧化碳的溶解，據(jù)此答題；
②若測(cè)定體積時(shí)水準(zhǔn)管的液面高于量氣管中的液面，會(huì)使測(cè)得的“CO₂體積”數(shù)據(jù)偏小，據(jù)此答題；
（6）根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)原理可知，測(cè)量氣體的體積受外界條件的影響較大，精確度較小，所以測(cè)質(zhì)量和滴定得到的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，據(jù)此答題．

解答 解：（1）重量法確定CO₂的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，裝置B用于產(chǎn)生二氧化碳，用碳酸氫鈉與稀硫酸反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O，
故答案為：2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)中持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，除了把生成的CO₂全部排入后續(xù)裝置中，使之完全被吸收，還可以攪拌裝置B中的反應(yīng)物，使之充分反應(yīng)，
故答案為：攪拌裝置B中的反應(yīng)物，使之充分反應(yīng)；
（3）a．向B內(nèi)加入酸之前，排盡裝置內(nèi)的CO₂氣體，可以減少空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，能提高測(cè)定精確度；
b．向B內(nèi)滴加酸時(shí)不宜過(guò)快，使碳酸氫鈉與酸充分反應(yīng)且使二氧化碳能被堿石灰充分吸收，能提高測(cè)定精確度；
c．實(shí)驗(yàn)用稀硫酸與碳酸氫鈉產(chǎn)生二氧化碳，所以在B、C之間增添盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有作用，不能提高測(cè)定精確度；
d．在D后增添盛有堿石灰的干燥管，可以防止空氣中的水分和二氧化碳被D吸收而影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，能提高測(cè)定精確度，
故選c：
（4）用鹽酸滴定碳酸氫鈉（甲基橙作指示劑），滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且保�?0s不變，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，應(yīng)去掉，所以消耗鹽酸的體積為$\frac{25.02+24.98}{2}$mL=25.00mL，所以消耗鹽酸的物質(zhì)的量為0.025cmol，根據(jù)關(guān)系式HCl～NaHCO₃，可知二氧化碳的物質(zhì)的量為0.025cmol，所以m₁ g樣品產(chǎn)生CO₂的物質(zhì)的量為0.025c×5mol=0.125cmol，
故答案為：溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且保�?0s不變；0.125cmol；
（5）①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，量氣管中加入的液體應(yīng)盡量減少二氧化碳的溶解，所以量氣管中加入的液體X為飽和碳酸氫鈉溶液，
故答案為：飽和碳酸氫鈉；
②若測(cè)定體積時(shí)水準(zhǔn)管的液面高于量氣管中的液面，會(huì)使測(cè)得的“CO₂體積”數(shù)據(jù)偏小，
故答案為：水準(zhǔn)管的液面高于量氣管中的液面；
（6）根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)原理可知，測(cè)量氣體的體積受外界條件的影響較大，精確度較小，所以測(cè)質(zhì)量和滴定得到的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，所以選用甲、乙的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為最佳
故答案為：甲、乙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了定量實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握性質(zhì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)原則，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>