Question

结合如图实验装置图回答问题

（1）用A图制取二氧化碳气体，反应的化学方程式为：________，若锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭，则是由于A 装置存在缺陷，其缺陷为________；

（2）图 B、C、D 是探究二氧化碳化学性质的实验，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应的现象是________；

（3）图 E 和 F 是探究哪种离子能促进 H₂O₂ 分解的实验，现象是：E 中产生大量气泡，F 中没有明显现象，则促进 H₂O₂ 分解的离子符号是________。

II工业烧碱中常含有杂质碳酸钠．某兴趣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．

（实验思路）利用 Na₂CO₃与稀 H₂SO₄反应产生 CO₂，通过测定产生的 CO₂质量，确定样品中碳酸钠的质量，计算样品纯度．

（实验方案）小明根据以上思路，设计了如图甲的实验方案（固定装置省略）．

（1）A 中发生的化学反应方程式有________．

（2）浓硫酸的作用为________．

（3）能说明样品中的碳酸钠完全反应的现象是________．

（交流讨论）经讨论，小组同学一致认为图甲中小明设计的实验方案有缺陷，则因方案设计缺陷而导致误差的因素有________（填序号）．

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

（实验改进）为减少误差，使测定生成 CO₂ 的质量更准确，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 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，反应前通空气时 a、b、c 三个弹簧夹的控制方法是________．

（数据分析）该实验测定工业烧碱的纯度，需要收集的数据有________，若撤去图乙中的A 装置，实验步骤同上，则测得工业烧碱的纯度将__________ （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．

Answer

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 长颈漏斗未伸到液面以下 D 中试管内液面上升，且上升高度比 B 高 Fe3+ Na2CO3+ H2SO4= Na2SO4+H2O+CO2↑、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 干燥气体 继续滴加稀硫酸时，不再有气泡产生 ②③④ 先关闭 c，再打开 a、b 样品的质量和 D 装置增加的质量 偏低

【解析】

（1）根据反应物是石灰石和盐酸，生成物是氯化钙、水和二氧化碳，反应方程式是：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；若锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭，则是由于A 装置存在缺陷，其缺陷为长颈漏斗未伸到液面以下，生成的二氧化碳会从长颈漏斗散逸到空气中；

（2）二氧化碳能够溶于水，如果试管中液面D比B上升的更高，说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。图 B、C、D 是探究二氧化碳化学性质的实验，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应的现象是D 中试管内液面上升，且上升高度比B高；

（3）E、F中都含有氯离子，E中产生大量气泡，F中没有明显现象，说明能够促进H2O2分解的离子是Fe3+；

II

实验方案：

（1）根据图可知A中发生的化学反应为碳酸钠与稀硫酸反应、稀硫酸与氢氧化钠溶液反应，其化学方程式分别为：Na2CO3+ H2SO4= Na2SO4+H2O+CO2↑、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；

（2）浓硫酸的作用为吸水干燥二氧化碳气体.

（3）能说明样品中的碳酸钠完全反应的现象是继续滴加稀硫酸时，不再有气泡产生；

交流讨论：

经讨论，小组同学一致认为图甲中小明设计的实验方案有缺陷，则因方案设计缺陷而导致误差的因素有：装置内空气中的CO2没有排出；反应后，锥形瓶仍有二氧化碳，产生的CO2未被完全吸收；干燥管与空气直接相通，会吸收空气中的水和二氧化碳，导致测量结果不准确。故选②③④；

实验改进：

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，反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是先关闭c，再打开a、b；

数据

该实验测定工业烧碱的纯度，需要收集的数据有样品的质量和D装置增加的质量（产生的二氧化碳质量，可根据二氧化碳质量求出样品中碳酸钠的质量），若撤去图乙中的A装置，实验步骤同上，空气中的二氧化碳也会被D装置中碱石灰吸收，侧得样品中碳酸钠质量分数偏高，而工业烧碱的纯度将偏低。