Question

【题目】有一含NaCl、NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。请回答下列问题。

(1)实验步骤：

①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是_________。

②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。

③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，A中碱石灰的作用是_______。

④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_______。

⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。

(2)实验方案的评价及数据处理

①实验步骤⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟的目的是__________。

②若样品质量为W g，反应后C装置增加的质量为m1 g则D装置增重的质量为______g(用含m1的代数式表达)，混合物中NaHCO3的质量分数为________(用含W、m1的代数式表示)。

Answer 1

【答案】检查装置气密性 吸收空气中的水和二氧化碳 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 使反应产生的水蒸气和二氧化碳完全被C、D吸收 ×100%

【解析】

将混合物加热，NaHCO3受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2，NaCl受热不发生变化，分解产生H2O(g) 在C处吸收，产生的CO2气体在D中吸收，根据C增重质量可计算出NaHCO3的质量及其分解产生的CO2的质量，从而求出NaCl的质量；为避免在实验过程中由于装置漏气或装置中空气的成分的影响，应在实验前检验装置的气密性，想法赶出装置中的空气，分解实验完毕，再通入处理过的空气，将分解产生的气体全部赶入装置C、D处，被完全吸收；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即可。

(1)①按图组装好实验装置后，首先进行的操作是检查装置气密性；

③装置内有空气，空气中含有水蒸气和二氧化碳，影响水蒸气和二氧化碳质量的测定，打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，缓缓鼓入空气数分钟，A中碱石灰的作用是吸收装置内空气中的水和二氧化碳；

④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

(2)①实验步骤⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟的目的是使NaHCO3分解产生的水蒸气和二氧化碳完全被C、D吸收；

②若样品质量为w g，反应后C装置增加的质量为m1 g，根据方程式：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑可知：每有168 g NaHCO3反应，会产生18 g H2O，44 g CO2，则反应产生m1 g水，会产生CO2的质量为m(CO2)=g=g，即D装置增重的质量为 g，混合物中NaHCO3的质量为m(NaHCO3)= g，由于样品质量为w g，所以NaHCO3的质量分数为：×100%=×100%。