Question

现有NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物，为了测定x值，某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl₂、碱石灰均足量)。

(1)A装置的作用:________________________________________________________________。
(2)B装置的作用是:_______________________________________________________________。
(3)C装置的作用是:_________________________________________________________________。
(4)若在装置A的试管中装入NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物3.7 g，用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89g，C管增重0.22 g，则x的值为______。
(5)该装置还不是很完善，可能使测定结果偏小，应如何改进________。为什么？___________________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）加热，使NaHCO₃分解，使Na₂CO₃·H₂O失水（2分）
（2）吸收反应中生成的水（1分） （3）吸收反应中生成的CO₂（2分） （4）10（2分）
（5）在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管；为了防止空气中的CO₂和H₂O被C装置的中的碱石灰吸收（2分）

试题分析：（1）在加热的条件下碳酸氢钠易分解生成碳酸钠、水和CO₂，而碳酸钠晶体也易失去结晶水，所以A装置的作用是加热，使NaHCO₃分解，使Na₂CO₃·H₂O失水。
（2）无水氯化钙能吸收水蒸气，通过称量反应前后的质量可以得出水蒸气的质量，因此B装置的作用是吸收反应中生成的水。
（3）由于反应中还有CO₂生成，而碱石灰可以吸收CO₂，因此通过称量反应前后的质量，可以得出CO₂的质量，所以C装置的作用是吸收反应中生成的CO₂。
（4）用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89g，C管增重0.22 g，这说明反应中生成的水蒸气质量＝1.89g，CO₂质量＝0.22g，物质的量分别是＝0.105mol、 ＝0.005mol。根据反应的方程式2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂↑可知，该反应中生成的CO₂就是0.005mol，则碳酸氢钠的物质的量是0.005mol×2＝0.01mol，反应中生成的水是0.005mol。则碳酸钠在反应中失去的水的物质的量＝0.105mol－0.005mol＝0.100mol。碳酸氢钠的质量＝0.01mol×84g/mol＝0.84g，则样品中碳酸钠晶体的质量＝3.7g－0.84g＝2.86g。则×x＝0.1mol，解得x＝10。
（5）由于空气中也含有CO₂和水蒸气，也能被C装置的中碱石灰吸收，从而导致C管增重偏高，因此测量值偏低。所以改进的措施为在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管；为了防止空气中的CO₂和H₂O被C装置的中的碱石灰吸收。