Question

【题目】有一含有NaCl、Na2CO3.10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应前后CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数．

（1）实验步骤

①按上图（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；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。

③打开活塞K1 K2，关闭K3，缓慢鼓入氮气数分钟，其目的是_____________________。

④关闭活塞K1 K2，打开K3，点燃酒精灯加热，待不再产生气体为止。

⑤打开活塞K1，缓慢鼓入氮气数分钟，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，回答下列问题。

①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是__________________________。

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________(填“偏大”、“偏小”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mg、ng，则混合物中Na2CO3.10H20的质量分数为________(用含w、m、n的代数式表示)。

Answer 1

【答案】检验装置的气密性 赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差 会使测定的二氧化碳和水的质量偏小，使碳酸氢钠和十水合碳酸钠在混合物中的质量分数偏小 碱石灰 吸收空气中的二氧化碳和水 偏大

【解析】

(1)①组装好实验装置后首先应检查装置气密性；

③由于装置中存在CO2和水蒸气，缓慢鼓入氮气数分钟，其目的是赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差；

(2)①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中，必须鼓入空气使其排出完全被吸收，若不鼓入空气，则会使测定的二氧化碳和水的质量偏小，使碳酸氢钠和十水合碳酸钠在混合物中的质量分数偏小；

②装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D，故干燥管中盛放的药品是碱石灰，如果没有该装置，会使测得的NaHCO3的质量分数偏大；

③由题目信息知反应放出的CO2的质量为ng，根据反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，可计算出该反应中产生的水的质量g，从而计算出Na2CO3·10H2O分解产生水的质量为(m-)g，再根据Na2CO3·10H2O Na2CO3＋10H2O↑，计算出Na2CO3·10H2O的质量为(m-)g×=g，最后计算出混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为×100%=。