Question

13．有一定含NaCl、Na₂CO₃•10H₂O和NaHCO₃的混合物，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

（1）实验时，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．
（2）装置D中盛放的试剂分别为：D碱石灰（供选试剂为：浓硫酸、无水CaCl₂、碱石灰）
（3）E在该实验中的主要作用是防止空气中的CO₂和水蒸气进入影响测定结果
（4）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量将偏小（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（5）若样品的质量为m　g，反应后C、D的质量差分别为m₁g、m₂g，则该混合物中Na₂CO₃•10H₂O的质量分数为：$\frac{286×（{m}_{1}-\frac{18{m}_{2}}{44}）}{180m}$×100%（结果用分数表示，可不化简）．

Answer 1

分析 含NaCl、Na₂CO₃•10H₂O和NaHCO₃的混合物，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，由实验装置可知，A中应为碱石灰吸收空气中的水、二氧化碳，B中加热发生2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑、Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O，打开弹簧夹，C中可吸收水，D中碱石灰可吸收二氧化碳，反应后C、D的质量差分别为m₁g、m₂g，即分别为B中反应生成的水、二氧化碳的质量，E中碱石灰可防止空气中的水、二氧化碳进入D中，以此来解答．

解答 解：含NaCl、Na₂CO₃•10H₂O和NaHCO₃的混合物，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，由实验装置可知，A中应为碱石灰吸收空气中的水、二氧化碳，B中加热发生2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑、Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O，打开弹簧夹，C中可吸收水，D中碱石灰可吸收二氧化碳，反应后C、D的质量差分别为m₁g、m₂g，即分别为B中反应生成的水、二氧化碳的质量，E中碱石灰可防止空气中的水、二氧化碳进入D中，
（1）由上述分析可知，中发生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）D装置吸收二氧化碳，盛放固体干燥剂，则为碱石灰，故答案为：碱石灰；
（3）E为球形干燥管，盛放碱石灰，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，
故答案为：防止空气中的CO₂和水蒸气进入影响测定结果；
（4）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则C吸收的水的质量偏大，即碳酸氢钠、Na₂CO₃•10H₂O含量均偏大，导致测得的NaCl含量将偏小，故答案为：偏小；
（5）由上述分析可知，m₁g、m₂g，即分别为B中反应生成的水、二氧化碳的质量，则
设碳酸氢钠分解生成的水为xg，
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
                  18  44
                   x   m₂g
x=$\frac{18{m}_{2}}{44}$g，
Na₂CO₃•10H₂O分解生成的水为m₁g-$\frac{18{m}_{2}}{44}$g，设Na₂CO₃•10H₂O的质量为y，则
Na₂CO₃•10H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+10H₂O
 286                    180
 y                     m₁g-$\frac{18{m}_{2}}{44}$g，
y=$\frac{286×（{m}_{1}-\frac{18{m}_{2}}{44}）}{180}$g，
样品的质量为m　g，则该混合物中Na₂CO₃•10H₂O的质量分数为$\frac{286×（{m}_{1}-\frac{18{m}_{2}}{44}）}{180m}$×100%，
故答案为：$\frac{286×（{m}_{1}-\frac{18{m}_{2}}{44}）}{180m}$×100%．

点评 本题考查物质含量的测定，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、实验装置的作用等为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的考查，注意钠的化合物的性质，题目难度不大．