Question

【题目】有一含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）请将实验步骤补充完整

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；并称量C、D装置的质量。

③打开活塞K1和K2，关闭K3，缓慢鼓入空气数分钟，其目的是____________________。

④关闭活塞K1和K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。

⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后卸下装置，再次称量C、D装置的质量。

（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NaCl测定结果的影响是___________（“偏高”、“偏低”或“无影响”）

②E处干燥管中盛放的药品是_______________，其作用是_____________________________，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数______________（“偏高”、“偏低”或“无影响”）

③若样品质量为wg，反应后C、D装置增加的质量分别为m1g和m2g，由此可知混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为______（用含w、m1、m2的代数式表示）。

Answer 1

【答案】检查装置气密性 赶走装置中含有的水蒸气和二氧化碳，减少误差 偏高 碱石灰 吸收外界空气中的二氧化碳和水蒸气 偏高 ×（m1-m2）×100%

【解析】

含NaCl、Na2CO310H2O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：2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O↑。产生的H2O(g)、CO2，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中的干燥剂吸水但不能吸收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(Na2CO310H2O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Na2CO310H2O的质量，从而求出NaCl的质量，据此分析解答。

(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装置内的增重，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，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，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；

(2)①若加热反应后不鼓入空气，使得水蒸气和二氧化碳的质量测定结果会减小，碳酸氢钠依据二氧化碳计算，而Na2CO310H2O的测定是根据生成水的总质量计算的，测得的NaHCO3和Na2CO310H2O的含量将偏小，则NaCl的测定结果将偏高，故答案为：偏高；

②E处干燥管是防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳影响实验结果，因此干燥管中盛放碱石灰，因为碱石灰能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，若没有E装置，则测定的碳酸氢钠的质量偏高，故答案为：碱石灰；吸收外界空气中的二氧化碳和水蒸气；偏高；

③含NaCl、Na2CO310H2O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：2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑；Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O↑。D装置中增加的质量为二氧化碳的质量，设碳酸氢钠分解生成的水蒸气的质量为x，

2NaHCO3Na2CO3+H2O + CO2↑

18g 44g

x m2g

=，解得x=m2g

装置C吸收的是水蒸气，包括碳酸氢钠分解生成的和Na2CO310H2O分解生成的水，则Na2CO310H2O分解生成的水蒸气的质量=m1g -m2g =(m1-m2)g，设Na2CO310H2O的质量为y，

Na2CO310H2ONa2CO3+10H2O

286g 180g

y (m1-m2)g

=，解得：y=×(m1-m2)g，所以Na2CO3·10H2O的质量分数=×100%=×(m1-m2)×100%，故答案为：×(m1-m2)×100%。