Question

某校化学兴趣小组的同学对敞口放置的固体烧碱的变质程度开展了探究．写出烧碱发生变质反应的化学方程式______．为确定固体混合物中碳酸钠的质量分数，他们设计了如下几种不同的实验方案：
[方案一]气体分析法．

（1）若用图甲中的收集装置，则所测CO₂气体的体积______（填“偏大”、“偏小”、“不变”），理由是______，你的改进措施是______．
（2）若用乙装置测定CO₂的质量（碱石灰是CaO和NaOH的混合物）．该实验设计中的缺陷是______（答一点即可）．
[方案二]沉淀分析法．
资料：部分碱和盐的溶解性表（20℃）

	OH^-	Cl^-	CO3^2-	SO4^2-
Ca^2+	微	溶	不	微
Mg^2+	不	溶	不	溶
Fe^3+	不	溶	-	溶
Cu^2+	不	溶	不	溶

发生反应的化学方程式是______，溶液M中的溶质是______．

Answer

解实验题关键要围绕实验目的进行分析．
方案一：实验目的是通过测碳酸钠和酸反应放出的CO2的体积或质量来设计的，所以所有操作必须保证CO2的体积或质量准确，即必须将反应生成的气体吸收完全，也不能让空气中的物质影响测定．
方案二：实验目的是通过将碳酸钠转换为沉淀，测沉淀的质量来计算含量的，所以必须保证碳酸钠全部转换为沉淀，但不能使氢氧化钠转换为沉淀．根据此原则选出试剂Z答案也就迎刃而解了．
【解析】
氢氧化钠是碱，可以和空气中的酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸钠和水，而变质．
故答案为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
[方案一]（1）因为二氧化碳不仅能溶于水还能与水反应，用排水法收集气体，收集的二氧化碳偏小，为防止二氧化碳接触水，可用隔绝的方法．
故答案为：偏小；CO2能溶于水且与水反应；在水面上覆盖一层植物油（或将广口瓶中的水改为饱和的CO2水溶液）
（2）反应生成的二氧化碳中含有水分，碱石灰可以吸收水分，同时装置中的二氧化碳没法被碱石灰吸收都可能造成二氧化碳的质量减小．同时尾装置的干燥管接口接反了，不能起到防止空气进入反应体系．
故答案为：

①产生的CO2气体中混有水蒸气，同时被碱石灰吸收 导致结果偏大
②反应结束后装置内残留的CO2气体不能全部排出 导致结果偏小
③球形干燥管与空气相通，也会吸收空气中的CO2和水蒸气 导致结果偏大

（答其中一点或其他合理答案均可）
[方案二]本方法的实验目的是通过将碳酸钠转换为沉淀进行测定，所以所加试剂Z必须具备是碳酸钠沉淀，但不能让氢氧化钠沉淀，对比溶解性表可知，只能加澄清的石灰水．
故答案为：Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH； NaOH和Ca（OH）2