Question

【題目】有一含NaCl、NaHCO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過測量反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和H2O的質(zhì)量，來確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請(qǐng)回答下列問題。

(1)實(shí)驗(yàn)步驟：

①按圖(夾持儀器未畫出)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是_________。

②稱取樣品，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量和裝堿石灰的U形管D的質(zhì)量。

③打開活塞K1、K2，關(guān)閉K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，A中堿石灰的作用是_______。

④關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

⑤打開活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，拆下裝置，再次稱量洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D的質(zhì)量。

(2)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及數(shù)據(jù)處理

①實(shí)驗(yàn)步驟⑤打開活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘的目的是__________。

②若樣品質(zhì)量為W g，反應(yīng)后C裝置增加的質(zhì)量為m1 g則D裝置增重的質(zhì)量為______g(用含m1的代數(shù)式表達(dá))，混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用含W、m1的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】檢查裝置氣密性 吸收空氣中的水和二氧化碳 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 使反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳完全被C、D吸收 ×100%

【解析】

將混合物加熱，NaHCO3受熱分解產(chǎn)生Na2CO3、H2O、CO2，NaCl受熱不發(fā)生變化，分解產(chǎn)生H2O(g) 在C處吸收，產(chǎn)生的CO2氣體在D中吸收，根據(jù)C增重質(zhì)量可計(jì)算出NaHCO3的質(zhì)量及其分解產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，從而求出NaCl的質(zhì)量；為避免在實(shí)驗(yàn)過程中由于裝置漏氣或裝置中空氣的成分的影響，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前檢驗(yàn)裝置的氣密性，想法趕出裝置中的空氣，分解實(shí)驗(yàn)完畢，再通入處理過的空氣，將分解產(chǎn)生的氣體全部趕入裝置C、D處，被完全吸收；E中堿石灰可防止外界空氣中的H2O(g)、CO2進(jìn)入裝置D影響實(shí)驗(yàn)效果，根據(jù)以上分析進(jìn)行解答即可。

(1)①按圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是檢查裝置氣密性；

③裝置內(nèi)有空氣，空氣中含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質(zhì)量的測定，打開活塞K1、K2，關(guān)閉活塞K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，A中堿石灰的作用是吸收裝置內(nèi)空氣中的水和二氧化碳；

④關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

(2)①實(shí)驗(yàn)步驟⑤打開活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘的目的是使NaHCO3分解產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳完全被C、D吸收；

②若樣品質(zhì)量為w g，反應(yīng)后C裝置增加的質(zhì)量為m1 g，根據(jù)方程式：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑可知：每有168 g NaHCO3反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生18 g H2O，44 g CO2，則反應(yīng)產(chǎn)生m1 g水，會(huì)產(chǎn)生CO2的質(zhì)量為m(CO2)=g=g，即D裝置增重的質(zhì)量為 g，混合物中NaHCO3的質(zhì)量為m(NaHCO3)= g，由于樣品質(zhì)量為w g，所以NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=×100%。