Question

（8分）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_(kāi)__________________。
（2）濃硫酸的作用為_(kāi)_____。
【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 ___________________（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___________________。
【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___________________（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_(kāi)__________________。

Answer 1

（1）Na₂CO₃ + H₂SO₄ ="=" Na₂SO₄ + H₂O +CO₂↑ H₂SO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2H₂O（2）吸水      
【交流討論】 ②③④
【方案改進(jìn)】關(guān)閉c、打開(kāi)a、b      【數(shù)據(jù)分析】 偏低
【拓展提高】Na₂SO₄和H₂SO₄；Na₂SO₄；Na₂SO₄和NaHCO₃（寫(xiě)名稱也對(duì)）

試題分析：（1硫酸會(huì)與樣品中的碳酸鈉、氫氧化鈉分別發(fā)生反應(yīng)。化學(xué)方程式為Na₂CO₃ + H₂SO₄ ="=" Na₂SO₄ + H₂O +CO₂↑ H₂SO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2H₂O
（2）堿石灰可與二氧化碳反應(yīng)，也可吸收水。為得到準(zhǔn)確的二氧化碳的質(zhì)量，應(yīng)先用濃硫酸將水除去。
【交流討論】①加入的稀硫酸量不足，則會(huì)使反應(yīng)不完全，生成二氧化碳的質(zhì)量偏低；此誤差可能過(guò)繼續(xù)加入硫酸彌補(bǔ)。②裝置內(nèi)空氣中的CO₂沒(méi)有排出，會(huì)使測(cè)得的二氧化碳的質(zhì)量偏低；③反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂未被完全吸收，會(huì)使沒(méi)得的二氧化碳的質(zhì)量偏低；④干燥管與空氣直接相通，會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w。造成測(cè)得的質(zhì)量偏高。所以應(yīng)選②③④。
【方案改進(jìn)】反應(yīng)前需要通入過(guò)量的空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w排出；且這部分二氧化碳?xì)怏w不能與D中的物質(zhì)反應(yīng)；所以應(yīng)關(guān)閉c、打開(kāi)a、b 。
【數(shù)據(jù)分析】若撤去圖乙中的C裝置，則會(huì)有一部分水蒸氣進(jìn)入D中，使測(cè)得的二氧化碳的搟偏大，從而使計(jì)算出的碳酸鈉的質(zhì)量偏大，則燒堿的純度將偏低。
【拓展提高】如加入的硫酸不足以使生成的NaHCO₃完全反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為：Na₂SO₄和NaHCO₃；如加入的硫酸恰好使生成的NaHCO₃完全反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為：Na₂SO₄；如加入的硫酸使生成的NaHCO₃完全反應(yīng)，且過(guò)量，溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為：Na₂SO₄和H₂SO₄。