题目内容
1．有一含NaCl、Na2CO3•10H2O和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．
（1）实验步骤：
①按图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，首先进行的操作是检查装置气密性．
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，其目的是除去装置中的水蒸气和二氧化碳．
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中发生反应的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O↑+CO2↑、Na2CO3•10H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+10H2O↑．
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量．
（2）关于该实验方案，请回答下列问题．
①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是NaCl偏大NaHCO3偏小 Na2CO3•10H2O偏小 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）
②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰，其作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数偏大（填写同①）．
③若样品质量为10.0g，反应后C、D装置增加的质量分别为2.7g、2.2g，则混合物中Na2CO3•10H2O的质量分数为28.6%．
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即可．
（1）①气体发生装置需要检查装置气密性；
③装置内有空气，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，故实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差．活塞的操作方法是：打开活塞K1、K2，关闭活塞K3；
④含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物加热时，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，碳酸钠晶体失去结晶水生成碳酸钠；
（2）①若加热反应后不鼓入空气，生成水蒸气质量和二氧化碳质量测定结果会减小；
②E处干燥管是碱石灰，防止空气中水蒸气和二氧化碳进入装置D影响测定结果，如果实验中没有该装置D装置中测定二氧化碳质量增大；
③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：（1）①由实验原理可知，实验需要通过测量D装置内碱石灰的增重，计算生成的二氧化碳的质量，通过测量C装置装置，计算生成的水的质量，故应首先检验装置的气密性，
故答案为：检查装置气密性；
③装置内有空气，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，实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差，
故答案为：除去装置中的水蒸气和二氧化碳；
④含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物加热时，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，碳酸钠晶体失去结晶水生成碳酸钠，反应的化学方程式为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO3•10H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+10H2O↑，
故答案为：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO3•10H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+10H2O↑；
（2）①若加热反应后不鼓入空气，生成水蒸气质量和二氧化碳质量测定结果会减小，碳酸氢钠依据二氧化碳计算，而Na2CO3•10H2O的测定是根据生成水的总质量计算的，则测得Na2CO3•10H2O的含量将偏小对测定结果的影响是NaCl偏大，NaHCO3 偏小，Na2CO3•10H2O偏小，
故答案为：偏大；偏小；偏小；
②干燥管中盛放的是碱石灰，碱石灰能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，所以干燥管的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入影响测定结果，若撤去E装置，则测定的碳酸氢钠的质量偏大，
故答案为：碱石灰；防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果；偏大；
③D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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑
18g 44g
x 2.2g
x=0.9g，
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=2.7g-0.9g=1.8g．
设十水碳酸钠的质量为y．
Na2CO3•10H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+10H2O
286g 180g
y 1.8g
y=2.86g
所以十水碳酸钠的质量分数=$\frac{2.86g}{10.0g}$×100%=28.6%，
故答案为：28.6%．
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．
利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）．
如图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298K时的稳定状态）．由图可知Mg与卤素单质的反应均为放热（填“放热”或“吸热”）反应．