某混合气体中含有N2、O2、CO2三种成分．化学兴趣小组设计下图装置测定该混合气体中N2、O2、CO2的体积组成，其中B是带刻度的量气装置（V1、V2、V3为相同条件下的读数）．实验步骤：①先按

Question

某混合气体中含有N₂、O₂、CO₂三种成分．化学兴趣小组设计下图装置测定该混合气体中N₂、O₂、CO₂的体积组成，其中B是带刻度的量气装置（V₁、V₂、V₃为相同条件下的读数）．

实验步骤：
①先按如图所示组装仪器，检查装置气密性．然后向装置中装入药品（如图所示），其中C瓶溶液上方为50mL已除尽CO₂的空气（N₂和O₂的体积比为4：1）．
②打开止水夹b、c、d，关闭止水夹a、e，向B瓶中通入N₂、O₂、CO₂的混合气体后关闭d，并冷却到室温，B中收集到V₁mL气体．
③关闭b，打开止水夹a、c、e、f，向A瓶中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出，此时D读数为V₂mL．
④关闭e、f，接通电源，引燃红磷，生成酸性氧化物P₂O₅．
⑤等C瓶冷却到室温，打开f最终D读数为V₃mL．
回答下列问题：
（1）装置A、B中试剂X应选用___（填写序号）．
I．饱和Na₂CO₃溶液Ⅱ．饱和NaCl溶液Ⅲ．饱和NaHCO₃溶液Ⅳ．蒸馏水
实验室检验试剂X中主要阳离子的操作名称为___，检验主要阴离子的实验方案为___．
（2）C装置中红磷需稍过量的目的是___．
（3）C瓶中NaOH溶液的作用是___；反应结束后，C瓶溶液中含有溶质的化学式为___．
（4）利用上述数据计算，混合气体中CO₂与O₂的体积比为___（用含V₁、V₂、V₃的代数式表示）．若步骤⑤中C瓶还未冷却到室温就打开止水夹f，立即读出量筒D的读数，这样做会使所测氧气的体积分数___（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

（1）依据装置图中的实验原理，试剂X是要将装置B中定量量取的一定体积的气体入挤压到C、D装置，所以X试剂不能溶解N₂、O₂、CO₂三种气体中的任何一种，所以X只能是饱和NaHCO₃溶液，故选Ⅲ，利用焰色反应检验钠离子，检验碳酸氢根离子的实验方案为：取试剂X于试管中，加入氯化钙溶液，无明显现象，再加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体（排除二氧化硫），说明原溶液中含碳酸氢根离子，
故答案为：Ⅲ；焰色反应；取试剂X于试管中，加入氯化钙溶液，无明显现象，再加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体（排除二氧化硫），说明原溶液中含碳酸氢根离子；
（2）C装置中红磷是为了燃烧消耗呼入气体中的氧气来测定气体体积分数，要过量的目的是消耗完C中的O₂，
故答案为：消耗完C中的O₂；
（3）装置C中是氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳反应生成碳酸钠，红磷燃烧生成的五氧化二磷在溶液中反应生成磷酸钠，所以溶液中溶质为NaOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄，
故答案为：吸收混合气体中的CO₂；NaOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄；
（4）分析实验过程可知，V₁为呼入的气体体积，V₂为除净二氧化碳的呼入气体，V₃为氮气的体积，C装置中溶液上方为50ml已除尽CO₂的空气（N₂和O₂的体积比为4/1），氮气为40ml，氧气10ml，所以混合气体中CO₂的体积为V₁-V₂，O₂的体积为V₂-V₃-10，所以CO₂与O₂的体积比为（V₁-V₂）：（V₂-V₃-10），若步骤⑤中C瓶还未冷却到室温就打开止水夹f，立即读出量筒D的读数，则读出的V₃偏大，所以所测氧气的体积分数偏小，
故答案为：（V₁-V₂）：（V₂-V₃-10）；偏小．