Question

有一含NaCl、Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的混合物，实验班的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．（提示固体干燥剂主要有：碱石灰、无水CaCl₂、P₂O₅等）

（1）加热前通入空气的目的是

 

．
（2）装置A、C、D中盛放的试剂分别为A

 

，C

 

，D

 

．
（3）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”，下同）；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则测定结果中NaHCO₃的含量将

 

；若撤去E装置，则测得Na₂CO₃?10H₂O的含量

 

．
（4）若样品质量为 w g，反应后C、D增加的质量分别为 m₁g、m₂g，由此可知混合物中NaHCO₃质量分数为

 

（用含w、m₁、m₂的代数式表示）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：将混合物加热会产生H₂O（g）、CO₂等气体，应在C、D中分别吸收，由干燥剂的性质知应先吸收水，再吸收二氧化碳，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（Na₂CO₃?10H₂O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Na₂CO₃?10H₂O的质量，从而求出NaCl的质量；故应在实验前想法赶出装置中的空气，关键操作应是赶B中的空气，所以关闭b，打开a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影响实验效果，
根据以上分析进行解答（1）（2）（3）；
（4）装置D中增加的质量为二氧化碳的质量，根据反应方程式2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O计算出碳酸氢钠的质量，再计算出碳酸氢钠的质量分数．

解答： 解：（1）本实验中需要分别测定反应生成的二氧化碳和水的质量，所以实验前必须将装置中的水蒸气和二氧化碳赶走，避免影响测定结果；操作方法为：关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，
故答案为：赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳的空气；
（2）装置A用于吸收空气中的二氧化碳和水，可以使用碱石灰；装置C吸收Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃分解生成的水蒸气，可以使用无水硫酸铜；装置D吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，可以用碱石灰，
故答案为：碱石灰；无水硫酸铜（或无水CaCl₂、P₂O₅等）；碱石灰；
（3）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；
若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，测定碳酸钠的质量是根据装置D中质量变化计算的，与水蒸气的量无关，则测定结果中NaHCO₃的含量不变；
E中碱石灰可防止外界空气中的H₂O（g）、CO₂进入装置D，若撤去E装置，则测定的碳酸氢钠的质量偏大，碳酸氢钠分解生成水的质量偏高，而Na₂CO₃?10H₂O的测定是根据生成水的总质量计算的，则测得Na₂CO₃?10H₂O的含量将偏低，
故答案为：偏低；无影响；偏低；
（4）若样品质量为wg，反应后C、D增加的质量分别为m₁g、m₂g，则碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量为m₂g，
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
 168              44
m（NaHCO₃）       m₂g
m（NaHCO₃）=

168×m2g

44

=

42m2

11

g，
混合物中NaHCO₃的质量分数为：

42m2 11

w

×100%=

42m2

11w

×100%，
故答案为：

42m2

11w

×100%．

点评：本题综合考查元素化合物性质、测定混合物中各成分的质量分数，题目难度中等，解题时必须结合实验装置和物质的性质进行综合分析，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．