Question

有一含NaCl、Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后C、D装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数．

（1）实验时，B中NaHCO₃发生反应的化学方程式为：

 

（2）装置C中盛放的试剂为

 

 （供选试剂为：浓硫酸、无水CaCl₂、碱石灰）．
（3）E装置中玻璃仪器的名称为

 

：E装置在该实验中的主要作用是：

 

（4）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量将

 

（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（5）反应前，在B装置中通入空气可减少实验误差，操作方法是

 

．
（6）若样品的质量为mg，反应后C、D的质量差分别为m₁g、m₂g，则该混合物中Na₂CO₃?10H₂O的质量分数为：

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：将空气通过碱石灰吸收CO₂和H₂O后进入装置，以充分排出反应管B中产生的CO₂和H₂O．在B中，Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃发生分解，产生的H₂O被C管（盛无水CaCl₂）吸收，CO₂被D管（盛碱石灰）吸收，通过C、D管的质量增加可计算Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的质量，从而确定各成分的质量分数．但一定要防止外界空气中的CO₂和H₂O进入装置．若将A装置换作盛NaOH溶液的洗气瓶，则m（H₂O）增加，使Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的含量偏高，NaCl的含量偏低．
（1）加热时，Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃分解；
（2）CD盛装固体，用于吸收水、二氧化碳气体；
（3）该仪器是（球形）干燥管；碱石灰能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；
（4）当空气通入氢氧化钠溶液中会带走部分水分，导致对实验造成干扰；
（5）在B装置中通入空气，将装置内的水和二氧化碳排出，但不能进入C装置．
（6）根据D装置中增重质量计算吸收的二氧化碳的量，根据碳酸氢钠分解时生成的二氧化碳和水蒸气的关系式计算碳酸氢钠生成的水蒸气，总的水蒸气减去碳酸氢钠生成的水蒸气就是十水碳酸钠分解生成的水蒸气，根据十水碳酸钠分解生成的水蒸气和十水碳酸钠的关系式计算十水碳酸钠的质量，从而计算其质量分数．

解答： 解：将空气通过碱石灰吸收CO₂和H₂O后进入装置，以充分排出反应管B中产生的CO₂和H₂O．在B中，Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃发生分解，产生的H₂O被C管（盛无水CaCl₂）吸收，CO₂被D管（盛碱石灰）吸收，通过C、D管的质量增加可计算Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的质量，从而确定各成分的质量分数．但一定要防止外界空气中的CO₂和H₂O进入装置．若将A装置换作盛NaOH溶液的洗气瓶，则m（H₂O）增加，使Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的含量偏高，NaCl的含量偏低．
（1）B中Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃发生分解，反应的方程式分别为Na₂CO₃?10H₂O

△   .

Na₂CO₃+10 H₂O、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案为：Na₂CO₃?10H₂O

△   .

Na₂CO₃+10 H₂O、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃发生分解，产生的H₂O被C管（盛无水CaCl₂）吸收，CO₂被D管（盛碱石灰）吸收，通过C、D管的质量增加可计算Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的质量，
故答案为：无水CaCl₂；
（3）E为干燥管，盛有碱石灰，可防止外界空气中的CO₂和H₂O进入装置，故答案为：干燥管；防止空气中的H₂O和CO₂进入D中；
（4）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则m（H₂O）增加，使Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的含量偏高，NaCl的含量偏低，故答案为：偏低；
（5）反应前，在B装置中通入空气，应关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，将装置内的水和二氧化碳排出，但不能进入C装置中，
故答案为：关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，向装置中通入空气；
（6）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．
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
                18g  44g
                x    m₂
x=

m2×18

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=m₁-

m2×18

44

=

44m1-18m2

44

g．
设十水碳酸钠的质量为y．
Na₂CO₃?10H₂O 

△   .

Na₂CO₃+10H₂O
286g                    180g
y                    

44m1-18m2

44

g．
 y=

286(44m1-18m2)

180×44

g
所以十水碳酸钠的质量分数=

286(44m1-18m2) 180×44

m

×100%=

286(44m1-18m2)

180×44m

×100%，
故答案为：

286(44m1-18m2)

180×44m

×100%．

点评：本题考查较为综合，以钠的化合物为载体，综合考查学生实验能力和分析能力，注意把握物质的性质以及实验原理，为解答该题的关键，题目难度中等．