(16分)小苏打(NaHCO3)试样中含有碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O),为测定试样中小苏打的质量分数ω(NaHCO3),实验小组同学设计了如下装置进行实验。
[实验过程]
①按图组装仪器,检查装置的气密性;
②将m1g试样放入硬质玻璃管中,装置B、C、D 中药品如图,己知加药品后装置B的质量为m2 g装置C 的质量为m3g;
③关闭活塞a,点燃酒精灯加热试样,直到B 装置中无气泡冒出后,打开活塞a 向装置中通人N2,一段时间后,撤掉酒精灯,关闭活塞a;
④称得装置B 的质量为m4g、装置C 的质量为m5g。
请回答以下问题(装置中原有空气对实验的影响忽略不计):
⑴装置A中发生反应的化学方程式为____________________________________
⑵装置B的作用为__________________________________________
装置C的作用为________________________________________________
⑶实验过程中通入N2的目的为__________________________________________
⑷用下列各项所提供的数据能计算出ω(NaHCO3)的是____________(填选项字母)。
序号 | a | b | c | d | e |
数据 | m1、m2、m3 | m2、m3、 m4、m5 | m1、m2、m4 | m1、m4、m5 | m1、m3、m5 |
⑴2NaHCO3Na2CO3 + CO2 + H2O (2分)、Na2CO3·10H2O
Na2CO3 + 10 H2O (2分)
⑵吸收反应生成的水蒸气(2分) ;吸收反应生成的CO2 (2分);
⑶把装置中的CO2和水蒸气排出被装置B和装置C吸收(2分)
⑷b、c 、e (3分) ;
(5)×100% (3分)
(1)装置A中,样品中的NaHCO3受热分解产生CO2、H2O、Na2CO3;Na2CO3·10H2O受热失去结晶水,据此可写出反应方程式。
(2)装置B中的浓硫酸能吸收样品分解产生的水蒸气,装置C中的碱石灰能吸收样品分解产生的CO2。
(3)由于受热分解后,装置中含有CO2、水蒸气,通入N2能将装置中的CO2、H2O排出而被装置C、B吸收,从而降低实验误差。
(4)根据实验原理,样品分解产生的CO2只能被装置c吸收,根据(m5-m3)的质量这个得出分解的NaHCO3的质量,也可得出分解产生的H2O的质量,再根据(m4-m2)的质量并结合NaHCO3分解产生H2O的质量,则可得出Na2CO3·10H2O的质量,为此可得出样品总质量和NaHCO3的质量,从而计算出NaHCO3的质量分数,所以b组数据能计算出NaHCO3质量分数;由m1样品质量和(m2-m4)的质量可得出NaHCO3的质量,从而可计算出NaHCO3的质量分数,故c组数据能计算出NaHCO3质量分数;有m1的样品质量和(m5-m3)的质量可得出NaHCO3的质量,从而可计算出NaHCO3的质量分数,故e组数据能计算出NaHCO3质量分数,但a、d组数据不能计算出NaHCO3质量分数。
(5)选择e组数据计算则与A装置中的水珠无关,根据反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+ H2O,生成CO2的质量=(m5-m3)g,则m1g 样品中NaHCO3的质量=
,故
(NaHCO3)=
×100%。