Question

有一含NaCl、Na₂CO₃?10H₂O和NaHCO₃的混合物，某同學(xué)設(shè)計如下實驗，通過測量反應(yīng)前后C、D裝置質(zhì)量的變化，測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)．

（1）加熱前通入空氣的目的是

 

，操作方法為

 

．
（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的含量將

 

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

 

；若撤去E裝置，則測得Na₂CO₃?10H₂O的含量將

 

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

 

（用含w、m₁、m₂的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì),探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗設(shè)計題

分析：將混合物加熱會產(chǎn)生H₂O（g）、CO₂等氣體，應(yīng)在C、D中分別吸收，由干燥劑的性質(zhì)知應(yīng)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(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量）可求出NaHCO₃質(zhì)量．由C的增重（Na₂CO₃?10H₂O分解產(chǎn)生的H₂O及已經(jīng)知道的NaHCO₃分解產(chǎn)生的H₂O的質(zhì)量）可求出Na₂CO₃?10H₂O的質(zhì)量，從而求出NaCl的質(zhì)量；故應(yīng)在實驗前想法趕出裝置中的空氣，關(guān)鍵操作應(yīng)是趕B中的空氣，所以關(guān)閉b，打開a就成為操作的關(guān)鍵，緩緩?fù)ㄈ雱t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(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)方程式2NaHCO₃

△   .

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

解答： 解：（1）本實驗中需要分別測定反應(yīng)生成的二氧化碳和水的質(zhì)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(jié)果；操作方法為：關(guān)閉b，打開a，緩緩?fù)ㄈ肟諝�，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：除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳；關(guān)閉b，打開a，緩緩?fù)ㄈ肟諝�，直至a處出來的空氣不再使澄清石灰水變渾濁為止；
（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(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝，測定碳酸鈉的質(zhì)量是根據(jù)裝置D中質(zhì)量變化計算的，與水蒸氣的量無關(guān)，則測定結(jié)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(zhì)量偏大，碳酸氫鈉分解生成水的質(zhì)量偏高，而Na₂CO₃?10H₂O的測定是根據(jù)生成水的總質(zhì)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(zhì)量為wg，反應(yīng)后C、D增加的質(zhì)量分別為m₁g、m₂g，則碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳的質(zhì)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(zhì)量分數(shù)為：

42m2 11 g

mg

×100%=

4200m2

11w

%，
故答案為：

4200m2

11w

%．

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