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(guò)測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和H2O的質(zhì)量，來(lái)確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物）

（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，其目的是除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳。

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(wèn)題。

①若加熱反應(yīng)后不鼓入空氣，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是_______________________________。

②E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，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)______________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

③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 2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑ Na2CO3·10H2O和NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏小，NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏大 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 ×100%

【解析】

將混合物加熱會(huì)產(chǎn)生H2O(g)、CO2等氣體，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，從而間接求出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)是干燥并除盡B中的空氣，所以打開活塞K1、K2，關(guān)閉K3就成為操作的關(guān)鍵；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，
（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)基本操作步驟可知，氣體發(fā)生裝置需要檢查裝置氣密性；

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；

（2）①若加熱反應(yīng)后不鼓入空氣，生成水蒸氣質(zhì)量和二氧化碳質(zhì)量測(cè)定結(jié)果會(huì)減小；
②E處干燥管是堿石灰，防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置D影響測(cè)定結(jié)果，如果實(shí)驗(yàn)中沒有該裝置D裝置中測(cè)定二氧化碳質(zhì)量增大；
③根據(jù)D裝置中增重質(zhì)量計(jì)算吸收的二氧化碳的量，根據(jù)碳酸氫鈉分解時(shí)生成的二氧化碳和水蒸氣的關(guān)系式計(jì)算碳酸氫鈉生成的水蒸氣，總的水蒸氣減去碳酸氫鈉生成的水蒸氣就是十水碳酸鈉分解生成的水蒸氣，根據(jù)十水碳酸鈉分解生成的水蒸氣和十水碳酸鈉的關(guān)系式計(jì)算十水碳酸鈉的質(zhì)量，從而計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（1）①為使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，氣體發(fā)生裝置組裝好儀器后，首先需要進(jìn)行檢查裝置氣密性操作，

故答案為：檢查裝置氣密性；

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，與此同時(shí)，碳酸鈉晶體不穩(wěn)定，會(huì)失去結(jié)晶水生成碳酸鈉，器化學(xué)方程式分別為：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑；Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑，

故答案為：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑；Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑；
（2）①若加熱反應(yīng)后不鼓入空氣，生成水蒸氣質(zhì)量和二氧化碳質(zhì)量測(cè)定結(jié)果會(huì)減小，碳酸氫鈉依據(jù)二氧化碳計(jì)算，而Na2CO310H2O的測(cè)定是根據(jù)生成水的總質(zhì)量計(jì)算的，則測(cè)得Na2CO310H2O的含量將偏小，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是NaCl偏大，NaHCO3偏小，Na2CO310H2O偏小，

故答案為：Na2CO3·10H2O和NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏小，NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏大；

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(jìn)入影響測(cè)定結(jié)果，若撤去E裝置，則D裝置的增重偏大，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果中碳酸氫鈉的質(zhì)量偏大，

故答案為：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；

③若樣品質(zhì)量為w g，反應(yīng)后C和D裝置增加的質(zhì)量分別為m1 g、m2 g，D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↑

18 44

x m2 g

則x =，

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兩部分，十水碳酸鈉分解生成的水蒸氣的質(zhì)量=（m1 ）g，

設(shè)十水碳酸鈉的質(zhì)量為y。

Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑

286 1018

y （m1 ）g

y= g

所以十水碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = ×100%，

故答案為：×100%；