Question

【題目】某天然堿樣品的組成可能為aNa2CO3bNaHCO3cH2O（a、b、c為正整數(shù)）。為確定其組成，某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）定性實(shí)驗(yàn)

①取少量天然堿樣品放入試管中，用酒精燈加熱，在試管口有液體生成，該液體能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。___________（填“能”或“不能”）說(shuō)明樣品中含結(jié)晶水，試簡(jiǎn)述理由 ；

②請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單方案，確認(rèn)樣品中含有CO32－ 。

（2）定量分析

該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置，測(cè)定天然堿的化學(xué)組成。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是 ；A處堿石灰的作用是；E處堿石灰的作用是 。

②稱7.3g樣品，放入硬質(zhì)玻璃管中；稱量C裝置質(zhì)量為87.6g，D裝置為74.7g。

③打開(kāi)活塞K1、K2，關(guān)閉K3，通入空氣數(shù)分鐘。

④關(guān)閉活塞Kl、K2，打開(kāi)K3，點(diǎn)燃酒精燈至不再產(chǎn)生氣體為止。

⑤打開(kāi)活塞Kl，鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得C裝置質(zhì)量為88.5g；D裝置質(zhì)量為75.8g，通入空氣的目的是 。

⑥如果a=1，則該天然堿的化學(xué)式為 。

Answer 1

【答案】（1）①不能 因?yàn)镹aHCO3受熱分解也能產(chǎn)生水蒸氣

②取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的氯化鈣溶液或氯化鋇溶液，過(guò)濾并洗滌沉淀，向沉淀中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象說(shuō)明樣品中含CO32－

（2）①檢查裝置的氣密性 除去空氣中的CO2和H2O（g）

防止空氣中CO2和H2O（g）進(jìn)入D裝置，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確

⑤將裝置中生成的CO2和H2O（g）全部排入C、D裝置中吸收 ⑥Na2CO32NaHCO3H2O

【解析】

試題分析：（1）①由于反應(yīng)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O中有水生成，所以不能說(shuō)明樣品中含結(jié)晶水；

②確認(rèn)樣品中含有CO32，可以取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的氯化鈣溶液或氯化鋇溶液，過(guò)濾并洗滌沉淀，向沉淀中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象說(shuō)明樣品中含CO32－；

（2）①該實(shí)驗(yàn)中使用了多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)前必須檢查裝置的氣密性，避免影響測(cè)定結(jié)果；裝置A中的堿石灰作用是除去空氣中的CO2和H2O(g)，E處堿石灰的作用是防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入，造成測(cè)量誤差；

⑤該步驟中緩緩鼓入空氣的目的是將裝置中生成的CO2和H2O(g)全部排入C、D裝置中吸收，減小測(cè)定誤差；

⑥由題意可知：裝堿石灰的U形管D的增重的物質(zhì)是CO2，二氧化碳的質(zhì)量為：75.8 g-74.7g=1.1 g，n(CO2)==0.025 mol，則

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

2 1 1 1

0.05mol 0.025mo 0.025mol 0.025mol

m(NaHCO3)=0.05 mol×84 gmol-1=4.2 g，濃硫酸吸收的水為碳酸氫鈉分解生成的和樣品中的結(jié)晶水，水的質(zhì)量之和為：88.5g-87.6g=0.9g，所以晶體中含有的結(jié)晶水的物質(zhì)的量為：n(H2O)＝－0.025mol＝0.025mol，樣品中含有的結(jié)晶水的質(zhì)量為：m(H2O)=0.025 mol×18 gmol-1=0.45g，樣品中含有的水的質(zhì)量為：m(Na2CO3)=7.3g－4.2g－0.45g=2.65g，n(Na2CO3)==0.025mol，故晶體中n(Na2CO3)：n(NaHCO3)：n(H2O)=0.025 mol：0.05 mol：0.025 mol=1：2：1，所以晶體化學(xué)式為：Na2CO32NaHCO3H2O，故答案為：Na2CO32NaHCO3H2O。