Question

(16分)某天然堿的化學(xué)組成可能為aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O(a、b、c為正整數(shù))，為確定其組成，化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)定性分析

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)。能否說(shuō)明樣品中含結(jié)晶水，試簡(jiǎn)述理由。

②請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，確認(rèn)樣品中含有CO₃^2—離子。

(2)定量分析

該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示裝置，測(cè)定天然堿的化學(xué)組成。

A           B                 C        D          E

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按上圖(夾持儀器未畫(huà)出)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                                。

②稱(chēng)取天然堿樣品7.3g，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱(chēng)量裝濃硫酸的洗氣瓶的質(zhì)量為    87.6g，裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為74.7g。

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

④關(guān)閉活塞K₁、K₂，打開(kāi)K₃，點(diǎn)燃酒精燈加熱，待不再產(chǎn)生氣體為止。

⑤打開(kāi)活塞K₁，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱(chēng)得裝濃硫酸的洗氣瓶質(zhì)量為88.5g；裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為75.8g。該步驟中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘的目的是              

                                                          。

計(jì)算推導(dǎo)：

該天然堿的化學(xué)式為                                         。

 

Answer 1

【答案】

(1)定性分析

①不能說(shuō)明。因?yàn)樘烊粔A樣品中的“NaHC0₃”加熱分解也可產(chǎn)生水。

②取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，過(guò)濾并洗滌沉淀；向沉淀中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中。若有渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明天然堿樣品中含有CO₃^2-離子。（每小題3分，共6分）

(2)定量分析                                                 （每空2分，共6分）

實(shí)驗(yàn)步驟：

①檢查裝置的氣密性  除去通入空氣中的CO₂和H₂O

⑤使反應(yīng)生成的CO₂和H₂O被充分吸收

計(jì)算推導(dǎo)：

Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O                                                (4分)

【解析】（1）①由于天然堿樣品中的“NaHC0₃”加熱分解也可產(chǎn)生水，所以不能說(shuō)明。

②要檢驗(yàn)CO₃^2－可以利用沉淀法，即取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，過(guò)濾并洗滌沉淀；向沉淀中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中。若有渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明天然堿樣品中含有CO₃^2-離子。

（2）①裝置連接好后，首先要檢驗(yàn)裝置的氣密性。由于空氣中含有水蒸氣和CO₂，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)，所以堿石灰的作用是除去通入空氣中的CO₂和H₂O。

②由于反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體會(huì)殘留在裝置中，所以通入空氣的作用是使反應(yīng)生成的CO₂和H₂O被充分吸收。

③濃硫酸和堿石灰分別增加的質(zhì)量是0.9g和1.1g，所以水和CO₂的物質(zhì)的量分別是0.05mol和0.025mol。又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzhx/web/STSource/2012091913072342324080/SYS201209191307580685239688_DA.files/image001.png"> 、

解得a︰b︰c＝1︰2︰1，所以化學(xué)式為Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O。