Question

12．工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠．某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题，展开了讨论与探究．

原理思路：利用Na₂CO₃与稀H₂SO₄反应产生CO₂，通过CO₂质量的测定，确定样品中碳酸钠的质量，从而计算样品纯度；
实验方案：小科同学根据以上思路，设计了如图甲的实验方案（固定装置省略），装置中，仪器A的名称锥形瓶；
交流讨论：小明认为图甲实验方案的设计有缺陷，若按该方案进行测定会导致难以避免的误差．你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差（填序号）②③④；
①加入的稀硫酸量不足
②装置内空气中的CO₂没有排出
③反应产生的CO₂未被完全吸收
④干燥管与空气直接相通
方案改进：为减少误差，使CO₂质量的测定更准确，该小组同学根据以上讨论，对图甲方案进行改进，设计了如图乙的实验方案（固定装置省略）．图乙中A装置的作用是：除去空气中的二氧化碳；图乙中E装置的作用是避免D装置中的碱石灰与空气接触；
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后，都要通过量的空气，反应前通空气的作用是把装置内含二氧化碳的空气排净；反应停止后通空气的作用是把装置内的二氧化碳全部吸收；
反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是_打开弹簧夹a和b，关闭弹簧夹c；
数据分析：若撤去图乙中的C装置，则测得工业烧碱的纯度将偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．

Answer 1

分析 【实验方案】要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；
【交流讨论】根据每一个装置的作用解答；通过分液漏斗可以随时向锥形瓶中加入稀硫酸；装置内空气中的CO₂没有排出，反应产生的CO₂未被完全吸收，干燥管与空气直接相通等都会影响实验结果；
【方案改进】样品在与稀硫酸反应前通过量的除去二氧化碳的空气，是为了把装置中的二氧化碳排出；停止反应后，通过量的除去二氧化碳的空气，是为了使反应生成的二氧化碳全部被碱石灰吸收；
【数据分析】浓硫酸具有吸水性，可以用作某些物质的干燥剂；
若撤去图乙中的C装置，水蒸气会进入碱石灰中，并且被吸收，会影响实验结果．

解答 解：【实验方案】：根据所学知识直接写出仪器的名称；
【交流讨论】：甲装置存在明显的缺陷　②装置内空气中的CO₂没有排出，影响实验结果；③反应产生的CO₂ 未被全部排出，也就不能完全吸收；④干燥管与空气直接相通，会吸收空气中的二氧化碳；方案改进：A装置中盛放的是氢氧化钠溶液可以吸收空气中的二氧化碳，E装置中的碱石灰可避免空气中的二氧化碳接触D装置中的碱石灰；  反应前通空气的作用是用不含二氧化碳的空气将装置内的空气排净，反应停止后通空气的作用是把产生的二氧化碳全部排出并吸收；反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是打开弹簧夹a和b，关闭c，这样才能把含二氧化碳的空气全部排净．
【数据分析】：反应生成的气体在逸出的过程中要带出一部分水蒸气，如果没有装置C则会使D装置中吸收的物质偏大，而使测量结果偏低．
故答案为：
【实验方案】锥形瓶；
【交流讨论】②③④；
【方案改进】除去空气中的二氧化碳；避免D装置中的碱石灰与空气接触；把装置内含二氧化碳的空气排净；把装置内的二氧化碳全部吸收； 打开弹簧夹a和b，关闭弹簧夹c；
【数据分析】偏低．

点评 解答这类题目时，首先，赏析问题情景，找到实验探究的反应原理，弄清个装置的作用；再根据实验的反应原理，分析推断出该物质的组成成分，然后得出所要探究的物质中该成分的组成．