Question

【題目】有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和H2O的質(zhì)量，來確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1) 實(shí)驗(yàn)步驟：

① 按圖(夾持儀器未畫出)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是____________________。

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

③打開活塞K1、K2，關(guān)閉K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，其目的是___________________。

④關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________、______________________________。

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

(2) 關(guān)于該實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答下列問題。

① E處干燥管中盛放的藥品是________，其作用是______________________________________，如果實(shí)驗(yàn)中沒有該裝置，則可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

② 若樣品質(zhì)量為w g，反應(yīng)后C、D裝置增加的質(zhì)量分別為m1 g、m2 g，則混合物中Na2CO3·10H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________(用含w、m1、m2的代數(shù)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↑ 堿石灰 防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入D中影響測(cè)定結(jié)果 偏大

【解析】

將混合物加熱會(huì)產(chǎn)生H2O（g）、CO2氣體，應(yīng)在C、D中分別吸收，由干燥劑的性質(zhì)知應(yīng)先吸收水，再吸收二氧化碳，即C中的干燥劑吸水后不能吸收CO2；由D的增重（NaHCO3分解產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量）可求出NaHCO3質(zhì)量。由C的增重（Na2CO310H2O分解產(chǎn)生的H2O及已經(jīng)知道的NaHCO3分解產(chǎn)生的H2O的質(zhì)量）可求出Na2CO310H2O的質(zhì)量，從而求出NaCl的質(zhì)量；故應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前想法趕出裝置中的空氣，關(guān)鍵操作應(yīng)是趕B中的空氣，所以關(guān)閉b，打開a就成為操作的關(guān)鍵，緩緩?fù)ㄈ雱t是為了趕出效果更好；E中堿石灰可防止外界空氣中的H2O（g）、CO2進(jìn)入裝置D影響實(shí)驗(yàn)效果，根據(jù)以上分析進(jìn)行解答即可。

（1）①由實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)需要通過測(cè)量D裝置內(nèi)堿石灰的增重，計(jì)算生成的二氧化碳的質(zhì)量，通過測(cè)量C裝置的增重，計(jì)算生成的水的質(zhì)量，故應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性；③裝置內(nèi)有空氣，含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，打開活塞K1、K2，關(guān)閉活塞K3，實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(jié)晶水生成碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO3 Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O↑；（2）①由實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)需要通過測(cè)量D裝置內(nèi)堿石灰的增重，計(jì)算生成的二氧化碳的質(zhì)量，通過測(cè)量C裝置裝置，計(jì)算生成的水的質(zhì)量，所以需要防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入D裝置，所以干燥管E中盛放的是堿石灰，若撤去E裝置，則D中吸收二氧化碳的質(zhì)量偏大，所以測(cè)定的碳酸氫鈉的質(zhì)量偏大；②D裝置中增加的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣的質(zhì)量為x．
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
18g44g
x m2
x=；裝置C吸收的是水蒸氣，包括碳酸氫鈉分解生成的和Na2CO310H2O分解生成的，Na2CO310H2O分解生成的水蒸氣的質(zhì)量= m1g-g；設(shè)Na2CO310H2O的質(zhì)量為y。
Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O
286g 180g
y m1g-g
y= ；所以Na2CO310H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= 。