Question

【題目】某天然堿可以看作是CO2 和 NaOH 反應后的產物組成的一種物質。為了研究該物質的組成，進行如下實驗：

ⅰ稱取 3.98 g 天然堿樣品，加入 50mL 稀鹽酸(足量)，產生 CO2 896mL(標準狀況)。

ⅱ稱取 3.98g 天然堿樣品，加熱至分解完全，產生 CO2 224mL(標準狀況)和 0.36g 水。

①該稀鹽酸的物質的量濃度最小是_____________。

②天然堿的化學式是_____________。

Answer 1

【答案】1.2mol/L 2Na2CO32NaHCO3H2O

【解析】

天然堿加熱分解生成CO2，說明含有NaHCO3，NaHCO3分解生成的CO2．H2O的物質的量相等，而實際分解生成的水比二氧化碳的多，說明天然堿還含有結晶水。相同質量的天然堿加入足量鹽酸，生成CO2的體積大于加熱分解生成的CO2的體積，說明還含有Na2CO3；

①根據分解生成二氧化碳條件可以計算碳酸氫鈉的物質的量，由加酸生成二氧化碳體積，根據碳原子守恒計算碳酸鈉的物質的量，加入的鹽酸恰好反應時鹽酸的物質的量濃度最小，此時溶液中溶質為NaCl，根據鈉離子、氯離子守恒計算HCl的物質的量，進而計算鹽酸的最小濃度；

②計算天然堿中碳酸鈉、碳酸氫鈉、結晶水的物質的量比例關系，可得天然堿的化學式。

天然堿加熱分解生成CO2，說明含有NaHCO3，分解生成的CO2為=0.01mol，分解生成H2O為=0.02mol，由2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知，天然堿還含有結晶水，相同質量的天然堿加入足量鹽酸，生成CO2的體積大于加熱分解生成的CO2的體積，說明還含有Na2CO3。

①分解生成二氧化碳為0.01mol，則碳酸氫鈉為0.01mol×2=0.02mol。加酸生成二氧化碳總物質的量為：=0.04mol，由碳原子守恒可知，碳酸鈉物質的量為：0.04mol-0.02mol=0.02mol。加入的鹽酸恰好反應時鹽酸的物質的量濃度最小，此時溶液中溶質為NaCl，根據鈉離子．氯離子守恒：n(HCl)=n(NaCl)=0.02mol×2+0.02mol=0.05mol，故鹽酸的最小濃度為：=1.2mol/L，

故答案為：1.2mol/L；

②由方程式可知碳酸氫鈉分解生成水為0.01mol，故結晶水的物質的量為0.02mol-0.01mol=0.01mol，則n(Na2CO3)：n(NaHCO3)：n(H2O)=0.02mol：0.02mol：0.01mol=2：2：1，故該天然堿的組成為：2Na2CO32NaHCO3H2O，

故答案為：2Na2CO32NaHCO3H2O。