Question

【題目】有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學設計如下實驗，通過測量反應前后C、D裝置質量的變化，測定該混合物中各組分的質量分數。

(1)加熱前通入氮氣的目的是_____________，操作方法為______________。

(2)裝置A、C、D中盛放的試劑分別為A________，C________，D________。

(3)若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則測得的NaCl的含量將_______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”，下同）；若B中反應管右側有水蒸氣冷凝，則測定結果中NaHCO3的含量將________；若撤去E裝置，則測得Na2CO3·10H2O的含量將________。

(4)若樣品質量為wg，反應后C、D增加的質量分別為m1g、m2g，由此可知混合物中NaHCO3的質量分數為_______（用含w、m1、m2的代數式表示）

Answer 1

【答案】 除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳 關閉b，打開a，緩緩通入氮氣，直至a處出來的氣體不再使澄清石灰水變渾濁為止 堿石灰 無水CaCl2或P2O5 堿石灰 偏低 無影響 偏低

【解析】將混合物加熱會產生H2O（g）、CO2等氣體，應在C、D中分別吸收，其中應先吸收水，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分解產生的CO2的質量）可求出NaHCO3質量。由C的增重（Na2CO310H2O分解產生的H2O及已經知道的NaHCO3分解產生的H2O的質量）可求出Na2CO310H2O的質量，從而求出NaCl的質量；故應在實驗前想法趕出裝置中的空氣，關鍵操作應是趕B中的空氣，所以關閉b，打開a就成為操作的關鍵，緩緩通入則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進入裝置D影響實驗效果，據此解答。

（1）本實驗中需要分別測定反應生成的二氧化碳和水的質量，所以實驗前必須將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕走，避免影響測定結果；操作方法為：關閉b，打開a，緩緩通入氮氣，直至a處出來的氣體不再使澄清石灰水變渾濁為止；

（2）裝置A用于吸收空氣中的二氧化碳和水，可以使用堿石灰；裝置C吸收Na2CO310H2O和NaHCO3分解生成的水蒸氣，可以使用無水CaCl2或P2O5；裝置D吸收碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳，可以用堿石灰；

（3）若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則m（H2O）增加，使Na2CO310H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低；若B中反應管右側有水蒸氣冷凝，測定碳酸氫鈉的質量是根據裝置D中質量變化計算的，與水蒸氣的量無關，則測定結果中NaHCO3的含量不變；E中堿石灰可防止外界空氣中的H2O（g）、CO2進入裝置D，若撤去E裝置，則測定的碳酸氫鈉的質量偏大，碳酸氫鈉分解生成水的質量偏高，而Na2CO310H2O的測定是根據生成水的總質量計算的，則測得Na2CO310H2O的含量將偏低；

（4）若樣品質量為wg，反應后C、D增加的質量分別為m1g、m2g，則碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質量為m2g，則

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

168 44

m（NaHCO3） m2g

m（NaHCO3）=

混合物中NaHCO3的質量分數為：。