Question

14．小苏打（NaHCO₃）试样中含有碳酸钠晶体（Na₂CO₃•10H₂O），为测定试样中小苏打的质量分数w（NaHCO₃），实验小组同学设计了如下装置进行实验．
实验过程：
Ⅰ、按图组装仪器，检查装置的气密性；
Ⅱ、将试样m₁g放入硬质玻璃管中，装置B、C、D中药品如图，已知加药品后装置B的质量为m₂g、装置C的质量为m₃g；
Ⅲ、关闭活塞a，点燃酒精灯加热试样，直到B装置中无气泡冒出后，打开活塞a向装置中通入N₂，一段时间后，撤掉酒精灯，关闭活塞a；
Ⅳ、称得装置B的质量为m₄g、装置C的质量为m₅g．
请回答以下问题（装置中原有空气对实验的影响忽略不计）：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O．
（2）装置C的作用为吸收反应生成的水蒸气．装置D的作用为吸收反应生成的二氧化碳．
（3）实验过程中通入N₂的目的是使装置中的二氧化碳和水蒸气全部排出被装置BC全部吸收．
（4）用下列各项所提供的数据能计算出w（NaHCO₃）的是bce（填选项字母）．

序号	a	b	c	d	e
数据	m1、m2、m3	m2、m3、m4、m5	m1、m2、m4	m1、m4、m5	m1、m2、m5

（5）实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，你认为利用实验中所提供的数据还能否得到准确的w（NaHCO₃），若能，则w（NaHCO₃）的计算式为：$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11m{\;}_{1}}$×100%．

Answer 1

分析 （1）小苏打（NaHCO₃）试样中含有碳酸钠晶体（Na₂CO₃•10H₂O），装置A中发生反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水；碳酸钠晶体失水生成碳酸钠和水；
（2）装置B中的浓硫酸具有吸水性，可以吸收气体中的水蒸气；装置C中是碱石灰用来吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳气体；
（3）实验过程中通入N₂的目为把生成的水蒸气和二氧化碳气体全部赶到BC装置中完全吸收；
（4）由题意可知生成水的质量是（m₄-m₂）g，生成二氧化碳的质量为（m₅-m₃）g，原样品质量为m₁g，可以利用生成的二氧化碳质量计算碳酸氢钠的质量，也可以由生成水的质量列方程组计算碳酸氢钠的质量，若再知道原样品质量即可计算碳酸氢钠的质量分数，所以利用ce组数据能计算，利用B组数据可以由生成二氧化碳的质量计算碳酸氢钠质量，再由生成水的质量计算得到碳酸钠晶体质量，进一步可以求碳酸氢钠质量分数；
（5）实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，可以利用二氧化碳质量计算，利用实验中所提供的数据得到准确的w（NaHCO₃）．

解答 解：（1）小苏打（NaHCO₃）试样中含有碳酸钠晶体（Na₂CO₃•10H₂O），装置A中发生反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；碳酸钠晶体失水生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O；
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O；
（2）装置B中的浓硫酸具有吸水性，可以吸收气体中的水蒸气；装置C中是碱石灰用来吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳气体；
故答案为：吸收反应生成的水蒸气；吸收反应生成的二氧化碳；
（3）实验过程中通入N₂的目为把生成的水蒸气和二氧化碳气体全部赶到BC装置中完全吸收；
故答案为：使装置中的二氧化碳和水蒸气全部排出被装置BC全部吸收；
（4）由题意可知生成水的质量是（m₄-m₂）g，生成二氧化碳的质量为（m₅-m₃）g，原样品质量为m₁g，可以利用生成的二氧化碳质量计算碳酸氢钠的质量，也可以由生成水的质量列方程组计算碳酸氢钠的质量，若再知道原样品质量即可计算碳酸氢钠的质量分数，所以利用ce组数据能计算，利用B组数据可以由生成二氧化碳的质量计算碳酸氢钠质量，再由生成水的质量计算得到碳酸钠晶体质量，进一步可以求碳酸氢钠质量分数；
故答案为：bce；
（5）实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，可以利用二氧化碳质量计算，利用实验中所提供的数据得到准确的w（NaHCO₃）=$\frac{\frac{{m}_{5}-m{\;}_{3}}{44}×84}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11m{\;}_{1}}$×100%；
故答案为：$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11m{\;}_{1}}$×100%．

点评 本题考查了物质组成的实验探究方法和实验过程分析判断，主要是实验流程的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．