Question

4．我國(guó)青海湖采集的天然堿樣品可表示為aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O（a、b、c為最簡(jiǎn)整數(shù)比）．某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)定其組成，稱取該天然堿樣品16.6g進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
資料Ⅰ：碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱易分解為碳酸鈉、二氧化碳和水，而碳酸鈉比較穩(wěn)定，
加熱時(shí)不分解；
資料Ⅱ：圖中B處為兩個(gè)單向閥：推注射器時(shí)A₁關(guān)閉，A₂處打開；拉注射器時(shí)，A₁打開進(jìn)空氣，A₂關(guān)閉．
資料Ⅲ：裝置C、F、G中都是堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物）

【實(shí)驗(yàn)步驟】①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；②反復(fù)推拉注射器；③稱量E、F的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應(yīng)不再進(jìn)行；⑤打開彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射器；⑥再次稱量E、F的質(zhì)量．
問題探究】
（1）儀器Y的名稱是硬質(zhì)玻璃管；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；
（3）E中的藥品為濃硫酸（填名稱），目的是吸收水蒸氣，F(xiàn)的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被F吸收；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟②與③能否顛倒不能（填“能”或“不能”）． 若無裝置C，則所測(cè)得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）．若不進(jìn)行步驟⑤的操作，則所測(cè)得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”、“無影響”），該操作中推注射器時(shí)緩緩的目的是使殘留在裝置中的二氧化碳和水蒸氣充分被吸收．
（5）寫出裝置D中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{2}$CO₂↑（計(jì)量數(shù)用abc表示）

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
裝置E的質(zhì)量/g	100.0	102.25
裝置F的質(zhì)量/g	50.0	51.1

（6）通過右表數(shù)據(jù)，求得該天然堿化學(xué)式中a：b：c=2：1：2．（寫出過程，4分）

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)步驟】
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
堿石灰能夠吸收二氧化碳和水蒸氣；
根據(jù)具體的情況可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)步驟】
①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；②反復(fù)推拉注射器；③稱量E、F的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應(yīng)不再進(jìn)行；⑤打開彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射器；⑥再次稱量E、F的質(zhì)量．
故填：檢查裝置的氣密性．
問題探究】
（1）儀器Y的名稱是硬質(zhì)玻璃管．
故填：硬質(zhì)玻璃管．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性．
故填：檢查裝置的氣密性．
（3）E中的藥品為濃硫酸，目的是吸收水蒸氣，F(xiàn)的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被F吸收．
故填：濃硫酸；吸收水蒸氣；吸收生成的二氧化碳；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被F吸收．
（4）實(shí)驗(yàn)步驟②與③不能顛倒，如果顛倒，裝置中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)被吸收，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確；
若無裝置C，則推入的空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)被濃硫酸、堿石灰吸收，導(dǎo)致所測(cè)得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
若不進(jìn)行步驟⑤的操作，反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳不能被完全吸收，導(dǎo)致所測(cè)得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小；
該操作中推注射器時(shí)緩緩的目的是使殘留在裝置中的二氧化碳和水蒸氣充分被吸收．
故填：不能；偏大；偏��；使殘留在裝置中的二氧化碳和水蒸氣充分被吸收．
（5）裝置D中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式為：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{2}$CO₂↑．
故填：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{2}$CO₂↑．
（6）解：生成的水的質(zhì)量：102.25g-100.0g=2.25g，
生成的二氧化碳質(zhì)量：51.1g-50.0g=1.1g，
設(shè)NaHCO₃質(zhì)量為x，其分解產(chǎn)生的水的質(zhì)量為y，
2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
168            18  44
x              y   1.1g
$\frac{168}{x}$=$\frac{18}{y}$=$\frac{44}{1.1g}$，
x=4.2g，y=0.45g，
m（結(jié)晶水）=2.25g-0.45g=1.8g，
m（Na₂CO₃）=16.6g-4.2g-1.8g=10.6g，
a：b：c═$\frac{10.6g}{106}$：$\frac{4.2g}{84}$：$\frac{1.8g}{18}$=2：1：2，
故填：2：1：2．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．