Question

20．某过碳酸钠（Na₂CO₄）中含有少量过氧化钠，甲、乙两位同学各称取一定质量的该样品，并用如下图所示仪器测定样品的纯度．
仪器的连接顺序，甲同学：⑤-⑧-③-⑦-④；乙同学：⑤-③-②

已知：过碳酸钠（Na₂CO₄）、过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下：
2Na₂CO₄+2H₂SO₄═2Na₂SO₄+2CO₂↑+O₂↑+2H₂O
2Na₂O₂+2H₂SO₄═2Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O
（1）甲同学想通过实验测得的数据是生成的氧气的体积，他选用的装置③（填序号）是没有必要的．实验中甲同学测得气体体积为V L（20℃，1大气压），计算时他未将V L换算到标准状况，则他得到的Na₂CO₄的质量分数偏低．（填“偏高”或“偏低”）
（2）乙同学想通过实验测得的数据是生成的二氧化碳的质量，按他测得的数据计算出的实验结果有可能偏高，原因是空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大，也有可能偏低，原因是产生的二氧化碳在装置⑤、③及导管中没有完全被②吸收使结果偏小．
（3）为了测得准确的实验数据，请你将乙同学的实验设计进行改进，写出你所选用仪器的连接顺序（每种仪器最多使用一次，也可以不用）⑩①③②⑨．（填序号）

Answer 1

分析 （1）过碳酸钠和硫酸反应生成二氧化碳和氧气，甲同学通过⑤-⑧-③-⑦-④的步骤进行实验，可用⑧吸收二氧化碳，通过测量氧气的体积可确定含量；
（2）乙同学：⑤-③-②，用碱石灰吸收二氧化碳，根据二氧化碳的质量可确定含量；空气中二氧化碳和水蒸气进入会引起测定结果偏大，生成的二氧化碳未被完全吸收会使测定结果偏小；
（3）应在②后面连接⑨，防止空气中的水、二氧化碳进入②，且使装置内气体全部被吸收，应通氮气，把生成的二氧化碳赶入后边的装置完全吸收，以减少误差．

解答 解：（1）过碳酸钠和硫酸反应生成二氧化碳和氧气，甲同学通过⑤-⑧-③-⑦-④的步骤进行实验，可用⑧吸收二氧化碳，通过测量氧气的体积可确定含量，用排水法收集氧气，气体无需干燥，则装置③没有必要，实验中甲同学测得气体体积为V L （20℃，1大气压），计算时他未将V L换算到标准状况，测定氧气体积比标准状况大，则他得到的Na₂CO₄的质量分数偏低；
故答案为：生成的氧气的体积；③；偏低；
（2）乙同学：⑤-③-②，用碱石灰吸收二氧化碳；根据二氧化碳的质量可确定含量，但空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大；
故答案为：生成的二氧化碳的质量；空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大；产生的二氧化碳在装置⑤、③及导管中没有完全被②吸收使结果偏小；
（3）应在②后面连接⑨，防止空气中的水、二氧化碳进入②，且使装置内气体全部被吸收，应通氮气，把生成的二氧化碳赶入后边的装置完全吸收，以减少误差；仪器的连接顺序⑩①③②⑨．
故答案为：⑩①③②⑨．

点评 本题考查较实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的原理和目的，为解答该题的关键，难度中等．