Question

【題目】有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學設計如圖所示的實驗裝置，通過測量反應產生的CO2和H2O的質量，來確定該混合物中各組分的質量分數。

(1)實驗步驟：

①按圖(夾持儀器未畫出)組裝好實驗裝置后，首先進行的操作是_________。

②稱取樣品，并將其放入硬質玻璃管中；稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質量和裝堿石灰的U形管D的質量。

③打開活塞K1、K2，關閉K3，緩緩鼓入空氣數分鐘，其目的是________________。

④關閉活塞K1、K2，打開K3，點燃酒精燈加熱至不再產生氣體。裝置B中發生反應的化學方程式為_________________________________________。

⑤打開活塞K1，緩緩鼓入空氣數分鐘，然后拆下裝置，再次稱量洗氣瓶C的質量和U形管D的質量。

(2)關于該實驗方案，請回答下列問題。

①若加熱反應后不鼓入空氣，對測定結果的影響是___________________。

②E處干燥管中盛放的藥品是________，其作用是__________________ ________________，如果實驗中沒有該裝置，則會導致測量結果NaHCO3的質量________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

③若樣品質量為w g，反應后C、D裝置增加的質量分別為m1 g、m2 g，則混合物中Na2CO3·10H2O的質量分數為________(用含w、m1、m2的代數式表示)。

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳 2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑ Na2CO3·10H2O和NaHCO3的質量分數測定結果偏小，NaCl的質量分數測定結果偏大 堿石灰 防止空氣中的CO2和水蒸氣進入D中影響測定結果 偏大 ×100%

【解析】(1)①由實驗原理可知，實驗需要通過測量D裝置內堿石灰的增重，計算生成的二氧化碳的質量，通過測量C裝置裝置，計算生成的水的質量，故應首先檢驗裝置的氣密性；
③裝置內有空氣，含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質量的測定，打開活塞K1、K2，關閉活塞K3，實驗前要通入空氣，趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差；
④含NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物加熱時，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，碳酸鈉晶體失去結晶水生成碳酸鈉，反應的化學方程式為：2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O↑；
(2)①若加熱反應后不鼓入空氣，生成水蒸氣質量和二氧化碳質量測定結果會減小，碳酸氫鈉依據二氧化碳計算，而Na2CO310H2O的測定是根據生成水的總質量計算的，則測得Na2CO310H2O的含量將偏小對測定結果的影響是NaCl偏大，NaHCO3 偏小，Na2CO310H2O偏小；
②干燥管中盛放的是堿石灰，堿石灰能吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，所以干燥管的作用是防止空氣中的CO2和水蒸氣進入影響測定結果，若撤去E裝置，則測定的碳酸氫鈉的質量偏大；
③D裝置中增加的質量為二氧化碳的質量，碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣的質量為x．
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
18g 44g
xm2g
x=g，
裝置C吸收的是水蒸氣，包括碳酸氫鈉分解生成的和十水碳酸鈉分解生成的，十水碳酸鈉分解生成的水蒸氣的質量=m1g-g=g．
設十水碳酸鈉的質量為y．
Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O
286g 180g