Question

20．有些晶體按比例帶有一定量的結晶水，帶有結晶水的晶體在一定溫度下會脫去結晶水．草酸晶體（H₂C₂O₄•xH₂O）在常溫下是一種無色透明晶體．草酸晶體受熱時分解的化學方程式為：H₂C₂O₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+1）H₂O+CO₂↑+CO↑
某化學興趣小組的同學利用該信息以及所學的知識設計并開展實驗，測定草酸晶體中結晶水的質量分數．（圖中固定裝置已略去，裝置氣密性良好，裝置A、B中的試劑足量，注射器量程足夠）
Ⅰ．測量裝置A、B的質量，排盡注射器中的空氣，連接裝置；
Ⅱ．取質量為m的草酸晶體，加熱至完全分解，將產物全部通入以上裝置；
Ⅲ．測量并記錄裝置A增加的質量為a，裝置B增加的質量為b，裝置C讀數為V；
Ⅳ．甲、乙、丙三位同學分別利用裝置A、B、C所得數據計算該草酸晶體中結晶水的質量分數．請回答下列問題：
（1）裝置A中盛放的液體是濃硫酸；裝置B的作用是吸收生成的二氧化碳氣體；裝置C的作用之一是測量一氧化碳的體積．
（2）乙同學對利用裝置B測量結果計算的可靠性經行反思與評價，認為反應后裝置A中殘留的氣體會使自己的計算結果偏大（填“偏小”或“偏大”）．
（3）甲同學依據裝置A測量結果計算結晶水的質量分數為$\frac{5a-m}{4m}×100%$（用代數式表示）．

Answer 1

分析 （1）根據加熱后的產物來分析，A是用來吸收生成的水蒸氣、B是吸收生成的二氧化碳，C是收集生成的一氧化碳；
（2）根據題意，A中殘留氣體中含有少量的二氧化碳；
（3）根據參加反應的草酸晶體以及生成水的質量，利用化學方程式進行計算．

解答 解：（1）吸收生成的水蒸氣應該用濃硫酸；吸收生成的二氧化碳氣體用濃氫氧化鈉溶液；最后剩余的一氧化碳氣體進入注射器；故填：濃硫酸；吸收生成的二氧化碳氣體；一氧化碳；
（2）氣體部分殘留在A中，導致少量的二氧化碳沒有被B裝置完全吸收，A質量偏大，導致測量結果偏大，故填：偏大；
（3）解：H₂C₂O₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+1）H₂O+CO₂↑+CO↑
                 90+18x         18（x+1）
                   m               a
則：$\frac{90+18x}{m}=\frac{18（x+1）}{a}$
x=$\frac{m-5a}{a-m}$
則結晶水的質量分數為$\frac{18×\frac{m-5a}{a-m}}{90+18×\frac{m-5a}{a-m}}$×100%=$\frac{5a-m}{4m}×100%$．
故答案為：$\frac{5a-m}{4m}×100%$．

點評 本題屬于信息題的考查，解題的關鍵是依據題目的信息結合相關的知識進行分析，本題要求熟練運用二氧化碳、一氧化碳、水等的性質并能根據化學方程式進行分析和計算．