Question

有一含NaCl、Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的混合物，實驗班的某同學設計如下實驗，通過測量反應前后C、D裝置質量的變化，測定該混合物中各組分的質量分數(shù)．（提示固體干燥劑主要有：堿石灰、無水CaCl₂、P₂O₅等）

（1）加熱前通入空氣的目的是

 

．
（2）裝置A、C、D中盛放的試劑分別為A

 

，C

 

，D

 

．
（3）若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則測得的NaCl含量將

 

（填“偏高”、“偏低”或“無影響”，下同）；若B中反應管右側有水蒸氣冷凝，則測定結果中NaHCO₃的含量將

 

；若撤去E裝置，則測得Na₂CO₃?10H₂O的含量

 

．
（4）若樣品質量為 w g，反應后C、D增加的質量分別為 m₁g、m₂g，由此可知混合物中NaHCO₃質量分數(shù)為

 

（用含w、m₁、m₂的代數(shù)式表示）

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：將混合物加熱會產生H₂O（g）、CO₂等氣體，應在C、D中分別吸收，由干燥劑的性質知應先吸收水，再吸收二氧化碳，即C中的干燥劑吸水后不能吸收CO₂；由D的增重（NaHCO₃分解產生的CO₂的質量）可求出NaHCO₃質量．由C的增重（Na₂CO₃?10H₂O分解產生的H₂O及已經知道的NaHCO₃分解產生的H₂O的質量）可求出Na₂CO₃?10H₂O的質量，從而求出NaCl的質量；故應在實驗前想法趕出裝置中的空氣，關鍵操作應是趕B中的空氣，所以關閉b，打開a就成為操作的關鍵，緩緩通入則是為了趕出效果更好；E中堿石灰可防止外界空氣中的H₂O（g）、CO₂進入裝置D影響實驗效果，
根據(jù)以上分析進行解答（1）（2）（3）；
（4）裝置D中增加的質量為二氧化碳的質量，根據(jù)反應方程式2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O計算出碳酸氫鈉的質量，再計算出碳酸氫鈉的質量分數(shù)．

解答： 解：（1）本實驗中需要分別測定反應生成的二氧化碳和水的質量，所以實驗前必須將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕走，避免影響測定結果；操作方法為：關閉b，打開a，緩緩通入空氣，直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止，
故答案為：趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳的空氣；
（2）裝置A用于吸收空氣中的二氧化碳和水，可以使用堿石灰；裝置C吸收Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃分解生成的水蒸氣，可以使用無水硫酸銅；裝置D吸收碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳，可以用堿石灰，
故答案為：堿石灰；無水硫酸銅（或無水CaCl₂、P₂O₅等）；堿石灰；
（3）若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則m（H₂O）增加，使Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的含量偏高，NaCl的含量偏低；
若B中反應管右側有水蒸氣冷凝，測定碳酸鈉的質量是根據(jù)裝置D中質量變化計算的，與水蒸氣的量無關，則測定結果中NaHCO₃的含量不變；
E中堿石灰可防止外界空氣中的H₂O（g）、CO₂進入裝置D，若撤去E裝置，則測定的碳酸氫鈉的質量偏大，碳酸氫鈉分解生成水的質量偏高，而Na₂CO₃?10H₂O的測定是根據(jù)生成水的總質量計算的，則測得Na₂CO₃?10H₂O的含量將偏低，
故答案為：偏低；無影響；偏低；
（4）若樣品質量為wg，反應后C、D增加的質量分別為m₁g、m₂g，則碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質量為m₂g，
2NaHCO₃

△   .

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

168×m2g

44

=

42m2

11

g，
混合物中NaHCO₃的質量分數(shù)為：

42m2 11

w

×100%=

42m2

11w

×100%，
故答案為：

42m2

11w

×100%．

點評：本題綜合考查元素化合物性質、測定混合物中各成分的質量分數(shù)，題目難度中等，解題時必須結合實驗裝置和物質的性質進行綜合分析，綜合考查學生實驗能力和分析能力，注意把握物質的性質以及實驗原理．