Question

现有NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物，为了测定x值，某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl₂、碱石灰均足量)。

(1)A装置的作用是____________________________。

(2)B装置的作用是____________________________。

(3)C装置的作用是___________________________。

(4)若在装置A的试管中装入NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物3.7 g，用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，则x的值为__________________。

(5)该装置还不是很完善，可能使测定结果偏小，应如何改进________________。为什么？_________________________。

Answer

(10分)(1)加热，使NaHCO3分解，使Na2CO3·H2O失水(1分)

(2)吸收反应中生成的水(1分)(3)吸收反应中生成的CO2(1分)(4)10(3分)

(5)在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管(2分)；为了防止空气中的CO2和H2O被C装置的中的碱石灰吸收(1分)

【解析】

试题分析：(1)在加热的条件下碳酸氢钠易分解生成碳酸钠、水和CO2，而碳酸钠晶体也易失去结晶水，所以A装置的作用是加热，使NaHCO3分解，使Na2CO3•H2O失水；

(2)无水氯化钙能吸收水蒸气，通过称量反应前后的质量可以得出水蒸气的质量，因此B装置的作用是吸收反应中生成的水；

(3)由于反应中还有CO2生成，而碱石灰可以吸收CO2，因此通过称量反应前后的质量，可以得出CO2的质量，所以C装置的作用是吸收反应中生成的CO2；

(4)用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89g，C管增重0.22 g，这说明反应中生成的水蒸气质量=1.89g，CO2质量=0.22g，物质的量分别是=0.105mol、=0.005mol．根据反应的方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑可知，该反应中生成的CO2就是0.005mol，则碳酸氢钠的物质的量是0.005mol×2=0.01mol，反应中生成的水是0.005mol．则碳酸钠在反应中失去的水的物质的量=0.105mol-0.005mol=0.100mol．碳酸氢钠的质量=0.01mol×84g/mol=0.84g，则样品中碳酸钠晶体的质量=3.7g-0.84g=2.86g．则×x=0.1mol，解得x=10；

(5)由于空气中也含有CO2和水蒸气，也能被C装置的中碱石灰吸收，从而导致C管增重偏高，因此测量值偏低；所以改进的措施为在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管；为了防止空气中的CO2和H2O被C装置的中的碱石灰吸收。

考点：考查物质组成的实验探究和实验测定方法分析、质量分数计算应用。