Question

15．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的目的为把装置中的CO₂和水蒸气排出被装置B和装置C完全吸收．
（4）实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，则w（NaHCO₃）的计算式为：$\frac{42（{m}_{5}-{m}_{3}）}{11{m}_{1}}$×100%．

Answer 1

分析 A装置中加热药品时发生反应2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O，生成的水蒸气被浓硫酸吸收，C中碱石灰吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，D干燥空气；
（1）加热条件下，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，十水碳酸钠分解生成碳酸钠和水；
（2）浓硫酸具有吸水性；碱石灰具有吸水性和吸收酸性气体的性质；
（3）通入的氮气能把装置中的CO₂和水蒸气排出；
（4）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：A装置中加热药品时发生反应2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O，生成的水蒸气被浓硫酸吸收，C中碱石灰吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，D干燥空气；
（1）加热条件下，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，十水碳酸钠分解生成碳酸钠和水，反应方程式分别为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O，
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以B作用是吸收反应生成的水蒸气；碱石灰具有吸水性和吸收酸性气体的性质，所以C装置的作用是吸收反应生成的二氧化碳，
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）通入的氮气能把装置中的CO₂和水蒸气排出，使这两种气体完全被吸收，从而计算碳酸氢钠样品含量，
故答案为：把装置中的CO₂和水蒸气排出被装置B和装置C完全吸收；
（4）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）=$\frac{\frac{{m}_{5}-{m}_{3}}{44}×84}{11{m}_{1}}$×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 本题考查物质含量测定，为高频考点，侧重考查学生实验操作、实验分析和评价、计算能力，明确实验原理、实验操作规范是解本题关键，知道各个仪器作用，题目难度不大．