Question

小蘇打(NaHCO₃)試樣中含有碳酸鈉晶體(Na₂CO₃·10H₂O)，為測定試樣中小蘇打的質量分數ω（NaHCO₃)，實驗小組同學設計了如下裝置進行實驗。

 

[實驗過程]

①按圖組裝儀器，檢查裝置的氣密性；

②將m₁g試樣放入硬質玻璃管中，裝置B、C、D 中藥品如圖，己知加藥品后裝置B的質量為m₂ g裝置C 的質量為m₃g；

③關閉活塞a，點燃酒精燈加熱試樣，直到B 裝置中無氣泡冒出后，打開活塞a 向裝置中通人N₂，一段時間后，撤掉酒精燈，關閉活塞a；

④稱得裝置B 的質量為m₄g、裝置C 的質量為m₅g。

請回答以下問題(裝置中原有空氣對實驗的影響忽略不計)：

⑴裝置A中發生反應的化學方程式為____________________________________

⑵裝置B的作用為__________________________________________

裝置C的作用為________________________________________________

⑶實驗過程中通入N₂的目的為__________________________________________

⑷用下列各項所提供的數據能計算出ω（NaHCO₃)的是____________(填選項字母)。

序號	a	b	c	d	e
數據	m1、m2、m3	m2、m3、 m4、m5	m1、m2、m4	m1、m4、m5	m1、m3、m5

⑸實驗結束后發現裝置A 中硬質玻璃管右端有水珠，你認為利用實驗中所提供的數據還能否得到準確的ω（NaHCO₃)，若能，則ω（NaHCO₃)的計算式為：__________________；若不能，此問不作答。

Answer 1

⑴2NaHCO₃Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O (2分)、Na₂CO₃·10H₂O Na₂CO₃ + 10 H₂O (2分)

⑵吸收反應生成的水蒸氣(2分) ；吸收反應生成的CO₂ (2分)；

⑶把裝置中的CO₂和水蒸氣排出被裝置B和裝置C吸收(2分)

⑷b、c 、e   (3分)  ；

（5）×100% (3分)

解析:

（1）裝置A中，樣品中的NaHCO₃受熱分解產生CO₂、H₂O、Na₂CO₃；Na₂CO₃ ·10H₂O受熱失去結晶水，據此可寫出反應方程式。

（2）裝置B中的濃硫酸能吸收樣品分解產生的水蒸氣，裝置C中的堿石灰能吸收樣品分解產生的CO₂。

（3）由于受熱分解后，裝置中含有CO₂、水蒸氣，通入N₂能將裝置中的CO₂、H₂O排出而被裝置C、B吸收，從而降低實驗誤差。

（4）根據實驗原理，樣品分解產生的CO₂只能被裝置c吸收，根據（m₅－m₃）的質量這個得出分解的NaHCO₃的質量，也可得出分解產生的H₂O的質量，再根據（m₄－m₂）的質量并結合NaHCO₃分解產生H₂O的質量，則可得出Na₂CO₃ ·10H₂O的質量，為此可得出樣品總質量和NaHCO₃的質量，從而計算出NaHCO₃的質量分數，所以b組數據能計算出NaHCO₃質量分數；由m₁樣品質量和(m₂－m₄)的質量可得出NaHCO₃的質量，從而可計算出NaHCO₃的質量分數，故c組數據能計算出NaHCO₃質量分數；有m₁的樣品質量和(m₅－m₃)的質量可得出NaHCO₃的質量，從而可計算出NaHCO₃的質量分數，故e組數據能計算出NaHCO₃質量分數，但a、d組數據不能計算出NaHCO₃質量分數。

（5）選擇e組數據計算則與A裝置中的水珠無關，根據反應2NaHCO₃ Na₂CO₃ ＋ CO₂↑＋ H₂O，生成CO₂的質量＝(m₅－m₃)g，則m₁g 樣品中NaHCO₃的質量＝，故（NaHCO₃）＝×100％。