Question

7．小苏打（NaHCO₃）试样中含有碳酸钠晶体（Na₂CO₃•l0H₂O，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图装置进行实验．
实验过程：
I．按图组装仪器，检查装置的气密性；
II．将m₁ g试样放入硬质玻璃管中，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m₃ g；
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B的作用为吸收反应生成的水蒸气．装置C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）用下列各项所提供的数据能计算出NaHCO₃的质量分数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、m3、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：$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11{m}_{1}}$×100%（若不能，此问不作答．）

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%=$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11{m}_{1}}$×100%；
故答案为：$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11{m}_{1}}$×100%．

点评 该题考查物质含量的测定，是高考中的常见题型，属于中等难度试题的考查．该题基础性强，侧重对学生基础知识的巩固和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和应试能力．