题目内容
【题目】有一含 NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。
（1）实验步骤：
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是_________________。
②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是______________。
④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为______________________、_______________。
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
（2）关于该实验方案，请回答下列问题。
①如果实验中没有E装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为________(用含w、m1、m2的代数式表示)。
【答案】检查装置气密性 除去装置中的水蒸气和二氧化碳 2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑ 偏大 
×100%
【解析】
将混合物加热会产生H2O（g）、CO2等气体，应在C、D中分别吸收，由干燥剂的性质可知，应先吸收水，后吸收二氧化碳，即C中的干燥剂吸水后不能吸收CO2；由D的增重（NaHCO3分解产生的CO2的质量）可求出NaHCO3质量。由C的增重（Na2CO310H2O分解产生的H2O及已经知道的NaHCO3分解产生的H2O的质量）可求出Na2CO310H2O的质量，从而求出NaCl的质量；故应在实验前想法排出装置中的空气，关键操作应是排出B中的空气，所以打开活塞K1、K2，关闭K3，就成为操作的关键，缓缓通入则是为了赶出效果更好；E中碱石灰可防止外界空气中的H2O（g）、CO2进入装置D影响实验，据此解答。
（1）①由实验原理可知，实验需要通过测量D装置内碱石灰的增重，计算生成的二氧化碳的质量，通过测量C装置装置，计算生成的水的质量，故按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是检查装置的气密性；
③装置内有空气，含有水蒸气和二氧化碳，影响水蒸气和二氧化碳质量的测定，打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是除去装置中的水蒸气和二氧化碳；
④含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物加热时，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，碳酸钠晶体失去结晶水生成碳酸钠，反应的化学方程式为2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑；
（2）①干燥管中盛放的是碱石灰，碱石灰能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，所以干燥管的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入影响测定结果，若撤去E装置，则测定的碳酸氢钠的质量偏大；
②若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，D装置中增加的质量为二氧化碳的质量，碳酸氢钠分解生成的水蒸气的质量为x g，则
2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
18g 44g
x m2 g
解得x＝18m2/44
装置C吸收的是水蒸气，包括碳酸氢钠分解生成的和十水碳酸钠分解生成的，十水碳酸钠分解生成的水蒸气的质量为(m1g－18m2/44)g，则根据Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑可知十水碳酸钠的质量为
，所以十水碳酸钠的质量分数为
。
