Question

（12分）NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物，為了測定x值，某同學采用如圖所示的裝置進行實驗(CaCl₂、堿石灰均足量)。

（1）A裝置的作用是____________________________。
（2）B裝置的作用是____________________________。
（3）C裝置的作用是____________________________。
（4）若在裝置A的試管中裝入NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物3.7 g，用酒精燈加熱到反應完全，此時B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，則x的值為          。
（5）該裝置還不是很完善，可能使測定結果偏小，應如何改進________。為什么？

Answer 1

（1）加熱，使NaHCO₃分解，使Na₂CO₃·xH₂O失水
（2）吸收反應中生成的水�。�3）吸收反應中生成的CO₂
（4）10
（5）在C裝置后再加一個裝有堿石灰的U形管　
為了防止空氣中的CO₂和H₂O被C裝置中的堿石灰吸收

試題分析：從該實驗的目的和要求來看：（1）A裝置的作用是加熱，使NaHCO₃分解，使Na₂CO₃·xH₂O失水。（2）B裝置的作用是吸收反應中生成的水。（3）C裝置的作用是吸收反應中生成的CO₂。
（4）若在裝置A的試管中裝入NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物3.7 g，用酒精燈加熱到反應完全，此時B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，從A，B，C，的作用可以看到：A的試管中裝入NaHCO₃和Na₂CO₃·xH₂O的混合物總質(zhì)量3.7 g，B管增重1.89 g，包括NaHCO₃分解產(chǎn)生的水，和Na₂CO₃·xH₂O失去的水，C管增重0.22 g，僅僅是碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的二氧化碳，由定量關系可知：2NaHCO₃=Na₂CO₃＋H₂O ＋CO₂↑ ，碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的二氧化和水的物質(zhì)的量是相同的。所以計算關系如下：
2NaHCO₃    =      Na₂CO₃  ＋   H₂O    ＋    CO₂↑
168           1           18              44
Z=0.84g        Y="0.09" g        0.22 g
所以Na₂CO₃·xH₂O的質(zhì)量是3.7 g-0.84g=2.86g ，
所以Na₂CO₃·xH₂O中的水的質(zhì)量是1.89g-0.09g=1.8g
所以x的值為10。
（5）該裝置還不是很完善，可能使測定結果偏小，應在C裝置后再加一個裝有堿石灰的U形管　
為了防止空氣中的CO₂和H₂O被C裝置中的堿石灰吸收。
點評：熟悉碳酸氫鈉和碳酸鈉的性質(zhì)此類問題不難解決。
碳酸氫鈉的化學性質(zhì)
1.與酸反應
與HCl反應：NaHCO?+HCl ="===" NaCl+ H?O+ CO?↑
與CH?COOH反應：NaHCO?+CH?COOH====CH?COONa+H?O+CO?↑
2.與堿反應
與氫氧化鈉反應：NaHCO?+NaOH="===" Na2CO?+ H2O
與氫氧化鈣反應：要分過量和少量。
少量：NaHCO?+ Ca(OH)?="===" CaCO?+ NaOH + H?O過量：2NaHCO?+ Ca(OH)?="===" Na2CO?+ CaCO?↓+ 2H?O
3.加熱
受熱分解：2NaHCO?==△="=" Na?CO?+ H?O + CO?↑
4.電離
碳酸氫鈉電離方程式 NaHCO?="Na+" + HCO₃^﹣。
碳酸鈉的化學性質(zhì)
1 風化
碳酸鈉的結晶水合物石堿(Na₂CO₃·10H₂O)在干燥的空氣中易風化。
Na₂CO₃·10H₂O====Na₂CO₃+10H₂O
2 與酸反應
Na₂CO₃+ 2HCl（過量） ="===" 2NaCl +H₂CO₃
碳酸不穩(wěn)定，分解成二氧化碳和水
H₂CO₃====H₂O + CO₂↑
Na₂CO₃+ HCl（少量） ="===" NaCl + NaHCO₃
3 與堿反應
Na₂CO₃+ Ca(OH)₂="===" 2NaOH + CaCO₃↓（碳酸鈣白色沉淀，難溶于水，但可溶于酸）
4 與鹽反應
Na₂CO₃+ BaCl₂="===" 2NaCl + BaCO₃↓（碳酸鋇白色沉淀，難溶于水，但可溶于酸）
3Na₂CO₃+ Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O ="===" 2Al(OH)₃↓+ 3Na₂SO₄+ 3CO₂↑
（氫氧化鋁白色沉淀，難溶于水，可溶于酸、堿）
Na₂CO₃+CaCl₂=====2NaCl+CaCO₃↓
5 與H₂O、CO₂反應
Na₂CO₃+ H₂O + CO₂="===" 2NaHCO₃（于堿性環(huán)境中沉淀析出）