Question

【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若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是___________________。

②E处干燥管中盛放的药品是________，其作用是__________________ ________________，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

③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)。

Answer 1

【答案】 检查装置气密性 除去装置中的水蒸气和二氧化碳 2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑ Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大 碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大 ×100%

【解析】(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，故应首先检验装置的气密性；
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，关闭活塞K3，实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差；
④含NaCl、Na2CO310H2O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：2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O↑；
(2)①若加热反应后不鼓入空气，生成水蒸气质量和二氧化碳质量测定结果会减小，碳酸氢钠依据二氧化碳计算，而Na2CO310H2O的测定是根据生成水的总质量计算的，则测得Na2CO310H2O的含量将偏小对测定结果的影响是NaCl偏大，NaHCO3 偏小，Na2CO310H2O偏小；
②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；
③D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．
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
18g 44g
xm2g
x=g，
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=m1g-g=g．
设十水碳酸钠的质量为y．
Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O
286g 180g