Question

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）加热前通入空气的目的是　　，操作方法为　　．

装置A、C、D中盛放的试剂分别为：A　，C　　，D　　．

（3）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl的含量将　　（填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同）；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则测定结果中NaHCO₃的含量将　　；若撤去E装置，则测得Na₂CO₃•10H₂O的含量将　　．

（4）若样品质量为wg，反应后C、D增加的质量分别为m₁g、m₂g，由此可知混合物中NaHCO₃的质量分数为　%　（用含w、m₁、m₂的代数式表示）．

Answer 1

考点： 探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质；探究物质的组成或测量物质的含量．

专题： 实验设计题．

分析： 将混合物加热会产生H₂O（g）、CO₂等气体，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中的干燥剂吸水后不能吸收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（Na₂CO₃•10H₂O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Na₂CO₃•10H₂O的质量，从而求出NaCl的质量；故应在实验前想法赶出装置中的空气，关键操作应是赶B中的空气，所以关闭b，打开a就成为操作的关键，缓缓通入则是为了赶出效果更好；E中碱石灰可防止外界空气中的H₂O（g）、CO₂进入装置D影响实验效果，

根据以上分析进行解答（1）（3）；

（4）装置D中增加的质量为二氧化碳的质量，根据反应方程式2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O计算出碳酸氢钠的质量，再计算出碳酸氢钠的质量分数．

解答： 解：（1）本实验中需要分别测定反应生成的二氧化碳和水的质量，所以实验前必须将装置中的水蒸气和二氧化碳赶走，避免影响测定结果；操作方法为：关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，

故答案为：除去装置中的水蒸气和二氧化碳；关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止；

装置A用于吸收空气中的二氧化碳和水，可以使用碱石灰；装置C吸收Na₂CO₃•10H₂O和NaHCO₃分解生成的水蒸气，可以使用无水硫酸铜；装置D吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，可以用碱石灰，

故答案为：碱石灰；无水硫酸铜（或无水CaCl₂、P₂O₅等）；碱石灰；

（3）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则m（H₂O）增加，使Na₂CO₃•10H₂O和NaHCO₃的含量偏高，NaCl的含量偏低；

若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，测定碳酸钠的质量是根据装置D中质量变化计算的，与水蒸气的量无关，则测定结果中NaHCO₃的含量不变；

E中碱石灰可防止外界空气中的H₂O（g）、CO₂进入装置D，若撤去E装置，则测定的碳酸氢钠的质量偏大，碳酸氢钠分解生成水的质量偏高，而Na₂CO₃•10H₂O的测定是根据生成水的总质量计算的，则测得Na₂CO₃•10H₂O的含量将偏低，

故答案为：偏低；无影响；偏低；

（4）若样品质量为wg，反应后C、D增加的质量分别为m₁g、m₂g，则碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量为m₂g，

2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

 168              44

m（NaHCO₃）       m₂g

m（NaHCO₃）==g，

混合物中NaHCO₃的质量分数为：×100%=%，

故答案为：%．

点评： 该本题综合考查元素化合物性质、测定混合物中各成分的质量分数，题目难度中等，解题时必须结合实验装置和物质的性质进行综合分析，综合考查学生实验能力和分析能力，注意把握物质的性质以及实验原理．