Question

6．某工廠生產產品Na₂CO₃中含有少量NaHCO₃樣品，為了測定產品中Na₂CO₃質量分數，取20.0g樣品進行如圖實驗，反應的化學方程式為：
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

實驗步驟如下：①打開K，緩慢通入干燥N₂一段時間；
②關閉K，加熱至一定溫度使之反應．
③實驗后，觀察到C中的溶液不變渾濁，測得各裝置質量如下：

	實驗前	實驗后
玻璃管及樣品質量/g	45.5	42.4
B裝置質量/g	100.5	103.6

問：（1）B中發生反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
（2）D裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置
（3）實驗過程中，觀察到B裝置中不再產生氣泡，說明A中已反應完全；停止加熱后，在冷卻過程中要注意的問題停止加熱后繼續通氮氣至冷卻．
（4）根據實驗所給數據，可測得Na₂CO₃質量分數為58%．

Answer 1

分析 （1）根據二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水進行分析；
（2）根據堿石灰會與二氧化碳、水反應進行分析；
（3）根據二氧化碳和氫氧化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
（4）根據化學方程式和固體減少的質量進行計算．

解答 解：（1）氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉和水，所以B裝置中發生反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）堿石灰會與二氧化碳、水反應，所以D裝置能防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置；
（3）碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，所以實驗過程中，觀察到B裝置中不再產生氣泡，停止加熱后，在冷卻過程中要注意的問題是：停止加熱后繼續通氮氣至冷卻；
（4）固體減少的質量為：45.5g-42.4g=3.1g，
設樣品中碳酸氫鈉的質量為x
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O   固體減少
  168                                                 62
    x                                                   3.1g
         $\frac{168}{x}$=$\frac{62}{3.1g}$
         x=8.4g
所以Na₂CO₃質量分數為$\frac{20g-8.4g}{20g}$×100%=58%．
故答案為：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置；
（3）B裝置中不再產生氣泡，停止加熱后繼續通氮氣至冷卻；
（4）58%．

點評 本題主要考查了化學方程式的書寫、根據化學方程式計算、判斷物質的組成等方面的問題．