两组同学对碳酸钠和碳酸氢钠的混合物与酸的反应进行探究．Ⅰ．一组同学用下图装置来测定混合物中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去），实验步骤如下：①按图连接装

Question

两组同学对碳酸钠和碳酸氢钠的混合物与酸的反应进行探究．
Ⅰ．一组同学用下图装置来测定混合物中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去），实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰的干燥管C的质量为83.40g；
③准确称得5.08g混合物放入容器b中；
④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤称取反应后干燥管C的质量．
试回答：
（1）若没有B装置，则会导致测定结果______（填“偏大”或“偏小”）．
（2）D装置的作用是______．
（3）有同学质疑，该小组在实验过程中，即使保证没有气体外逸，测得的结果仍将偏高，其原因可能是______．
（4）改进实验后（改进装置图略，原实验数据不变），测得反应后干燥管C的总质量为85.60g．计算混合物中Na₂CO₃的质量分数为______%（计算结果保留两位小数）．
Ⅱ．另一组同学认为一定量的混合物中，当碳酸钠的含量不同时消耗硫酸的量也不同，对此进行了探究．向总物质的量为0.5mol碳酸钠与碳酸氢钠的混合物（其中碳酸钠的物质的量分数为x）中滴加0.5mol•L^-1硫酸至不再产生气泡为止，则至少需硫酸的体积y随x的变化关系为y=______；
在图画出y随x变化的曲线．

Answer 1

Ⅰ．实验原理为：一定量的碳酸钠、碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳，利用B中浓硫酸干燥、吸收二氧化碳中水蒸气，用C中碱石灰吸收二氧化碳，根据C装置增重确定生成二氧化碳的质量，列方程计算出各自的质量，进而确定混合物中Na₂CO₃的质量分数．空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置会影响实验结果，D装置防止二氧化碳和水蒸气进入C装置，
（1）B装置中浓硫酸干燥、吸收二氧化碳中水蒸气，若没有B装置，导致C中测定的二氧化碳质量偏大，反应中碳酸钠、碳酸氢钠中碳元素都转化到二氧化碳中，碳酸钠中碳元素的质量分数小于碳酸氢钠，故生成二氧化碳的质量越大，碳酸钠的质量越小，会导致碳酸钠质量分数偏小，
故答案为：偏小；
（2）空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置会影响实验结果，D装置防止二氧化碳和水蒸气进入C装置，
故答案为：防止二氧化碳和水蒸气进入C装置；
（3）由于A中产生的二氧化碳会残留在A、B装置中，不能被C中的碱石灰吸收吸收，导致C装置中测定二氧化碳的质量偏小，反应中碳酸钠、碳酸氢钠中碳元素都转化到二氧化碳中，碳酸钠中碳元素的质量分数小于碳酸氢钠，故生成二氧化碳的质量越小，碳酸钠的质量越小，导致碳酸钠的质量分数偏高，
故答案为：A中产生的二氧化碳气体无法完全排出被C中的碱石灰吸收；
（4）测得反应后干燥管C的总质量为85.60g，则生成的二氧化碳质量=85.60g-83.40g=2.2g，其物质的量=(2.2g)/(44g/mol)=0.05mol，令Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y＝0.05

106x+84y＝5.08

，解得x=0.04、y=0.01
故混合物中Na₂CO₃的质量分数=(0.04mol×106g/mol)/(5.08g)×100%=83.46%，
故答案为：83.46；
Ⅱ．取0.5mol碳酸钠与碳酸氢钠的混合物，其中碳酸钠的物质的量分数为x，则碳酸钠为0.5x mol，碳酸氢钠为0.5（1-x）mol，滴加0.5mol•L^-1硫酸至不再产生气泡为止，则：
    2Na₂CO₃+H₂SO₄=2NaHCO₃+Na₂SO₄，
0.5x mol  0.25x mol  0.5x mol
碳酸钠完全转化为碳酸氢钠后，碳酸氢钠总物质的量=0.5（1-x）mol+0.5x mol=0.5mol，
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
0.5mol  0.25mol
故消耗硫酸的物质的量=0.25x mol+0.25mol=（0.25x+0.25）mol，
故需要硫酸的体积y=((0.25x+0.25)mol)/(0.5mol/L)=（0.5x+0.5）L，
y随x变化的曲线图为，
故答案为：0.5x+0.5；．