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

(1)在反应之前的首要操作为检查装置气密性.
(2)B装置的作用是吸收反应中生成的水.
(3)C装置的作用是吸收反应中生成的CO2
(4)若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3•xH2O的混合物3.7g,用酒精灯加热至反应完全,此时B管增重1.89g,C管增重0.22g,则x的值为10.
(5)此题还有一个不完善的地方,应如何改进?在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管.为什么?为了防止空气中的CO2和H2O被C装置的中的碱石灰吸收.

分析 (1)多个仪器连接的实验装置中,首先必须检验装置的气密性;
(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$\frac{1.89g}{18g/mol}$=0.105mol、$\frac{0.22g}{44g/mol}$=0.005mol;根据反应的方程式2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+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,计算得到碳酸钠质量分数;
(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;目的是为了防止空气中的CO2和H2O被C装置的中的碱石灰吸收.

解答 解:(1)为了避免气密性差引起的误差,在反应前必须检查装置的气密性,确保该实验装置的气密性良好,
故答案为:检查装置气密性;
(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;
故答案为: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
故答案为: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为1.89g,CO2质量为0.22g,生成水的物质的量为:$\frac{1.89g}{18g/mol}$=0.105mol,生成二氧化碳的物质的量为:$\frac{0.22g}{44g/mol}$=0.005mol,
根据方程式2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+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为:0.105mol-0.005mol=0.100mol,碳酸氢钠的质量为:0.01mol×84g/mol=0.84g,
则样品中碳酸钠晶体的质量为:3.7g-0.84g=2.86g,
则:$\frac{2.86g}{(106+18x)g/mol}$×x=0.1mol,
解得:x=10,
故答案为: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,为了防止空气中的CO2和H2O被C装置的中的碱石灰吸收,应该在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管,
故答案为: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.

点评 本题考查了物质组成的实验探究和实验测定方法分析、质量分数计算应用,题目难度中等,掌握实验基本操作方法及物质性质是关键,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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