Question

【題目】有一含有NaCl、Na2CO3.10H2O和NaHCO3的混合物，某同學設計如圖所示的實驗裝置，通過測量反應前后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按上圖（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，緩慢鼓入氮氣數分鐘，其目的是_____________________。

④關閉活塞K1 K2，打開K3，點燃酒精燈加熱，待不再產生氣體為止。

⑤打開活塞K1，緩慢鼓入氮氣數分鐘，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，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的質量分數________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

③若樣品質量為wg，反應后C、D裝置增加的質量分別為mg、ng，則混合物中Na2CO3.10H20的質量分數為________(用含w、m、n的代數式表示)。

Answer 1

【答案】檢驗裝置的氣密性 趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差 會使測定的二氧化碳和水的質量偏小，使碳酸氫鈉和十水合碳酸鈉在混合物中的質量分數偏小 堿石灰 吸收空氣中的二氧化碳和水 偏大

【解析】

(1)①組裝好實驗裝置后首先應檢查裝置氣密性；

③由于裝置中存在CO2和水蒸氣，緩慢鼓入氮氣數分鐘，其目的是趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差；

(2)①加熱后有部分CO2和水蒸氣會殘留在裝置中，必須鼓入空氣使其排出完全被吸收，若不鼓入空氣，則會使測定的二氧化碳和水的質量偏小，使碳酸氫鈉和十水合碳酸鈉在混合物中的質量分數偏小；

②裝置E是防止空氣中的CO2和水蒸氣進入裝置D，故干燥管中盛放的藥品是堿石灰，如果沒有該裝置，會使測得的NaHCO3的質量分數偏大；

③由題目信息知反應放出的CO2的質量為ng，根據反應的化學方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，可計算出該反應中產生的水的質量g，從而計算出Na2CO3·10H2O分解產生水的質量為(m-)g，再根據Na2CO3·10H2O Na2CO3＋10H2O↑，計算出Na2CO3·10H2O的質量為(m-)g×=g，最后計算出混合物中Na2CO3·10H2O的質量分數為×100%=。