Question

【题目】有一含 Na2CO3·xH2O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 Na2CO3··xH2O中 x的数值。

（1）实验步骤：

①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，检查装置的气密性。

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 的质量和盛装碱石灰的 U形管 的质量。

③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入氮气数分钟，其目的是_________________________。

④关闭活塞K1、K2，打开 K3，点燃酒精灯，加热至不再产生气体。加热时 NaHCO3 发生反应的化学方程式为___________________________________。

⑤打开活塞 K1，缓缓鼓入氮气数分钟，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装置 E的名称是_________，E中盛放的试剂也是碱石灰，其作用是_______________________________。

②若样品质量为 29.3 g，反应后 C、D 装置增加的质量分别为 9 g、4.4 g，则 Na2CO3·xH2O中x为___________。

Answer 1

【答案】除去装置中的水蒸气和二氧化碳 2NaHCO3= Na2CO3＋CO2↑＋H2O 干燥管（或球形干燥管） 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 x＝8

【解析】

根据实验装置及目的可确定，A为吸收氮气中的水蒸气，B为碳酸氢钠及碳酸钠晶体受热分解的装置，C为吸收产生的水蒸气，D为吸收碳酸氢钠分解产生的二氧化碳气体，E为防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入装置D，导致测定结果错误，通入氮气为使装置B中产生的水蒸气及二氧化碳均被完全吸收。

(1)③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入氮气数分钟，可除去装置中的水蒸气和二氧化碳，使整个装置充满氮气；

④加热时 NaHCO3受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；

(2)①装置E为球形干燥管；E的目的为防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果，可盛有碱石灰；

②C、D 装置增加的质量分别为 9 g、4.4 g，则生成的水的物质的量为0.5mol，二氧化碳为0.1mol，只有碳酸氢钠生成二氧化碳，则n(NaHCO3)=0.2mol，其质量为16.8g，m(Na2CO3·xH2O)=29.3-16.8=12.5g，其含有水蒸气的物质的量=0.5-0.1=0.4mol，则碳酸钠的质量=12.5-0.4×18=5.3g，即0.05mol，n(Na2CO3):n(H2O)=0.05:0.4=1:8，则x=8。