Question

11．某化合物X可看作由CO₂和NaOH反應(yīng)所得．為確定其組成，相關(guān)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)如表所示：

	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
鹽酸液的體積 （mL）	30	30	30	30
樣品（g）	3.32	4.15	5.81	7.47
二氧化碳的體積 （mL）	672	840	896	672

（1）用2.49g樣品進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)生CO₂504mL．
（2）領(lǐng)取3.32g化合物X樣品于300℃加熱分解至完全（Na₂CO₃不分解），產(chǎn)生CO₂112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和水0.45g，化合物X的化學(xué)式2Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O．

Answer 1

分析 （1）由I、Ⅱ、Ⅲ中隨X質(zhì)量增大生成二氧化碳增大，且4.15g：3.32g=840mL：672mL=1.25：1，則Ⅰ、Ⅱ中樣品完全反應(yīng)，且鹽酸有剩余，利用生成二氧化碳的體積之比等于樣品的質(zhì)量之比計(jì)算2.49g樣品進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生二氧化碳的體積；
（2）加熱分解，會(huì)失去結(jié)晶水，分解會(huì)生成CO₂，說明含有NaHCO₃，則不可能含有NaOH，若沒有Na₂CO₃，鹽酸一定時(shí)，生成二氧化碳的體積會(huì)隨樣品質(zhì)量增大而增大，且生成二氧化碳體積到達(dá)最大值時(shí)不再減小，表中數(shù)據(jù)發(fā)生二氧化碳體積減小情況，說明還含有Na₂CO₃，加熱后殘留固體為碳酸鈉，根據(jù)分解反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，結(jié)合生成的二氧化碳計(jì)算NaHCO₃的物質(zhì)的量、生成Na₂CO₃、H₂O是的物質(zhì)的量，再結(jié)合生成水的總質(zhì)量計(jì)算結(jié)晶水的物質(zhì)的量，根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算加熱后殘留固體碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算晶體中碳酸鈉的質(zhì)量，確定NaHCO₃、Na₂CO₃、結(jié)晶水H₂O的物質(zhì)的量之比，進(jìn)而確定化學(xué)式．

解答 解：（1）由I、Ⅱ、Ⅲ中隨X質(zhì)量增大生成二氧化碳增大，且4.15g：3.32g=840mL：672mL=1.25：1，則Ⅰ、Ⅱ中樣品完全反應(yīng)，且鹽酸有剩余，由于生成二氧化碳的體積之比等于樣品的質(zhì)量之比，則2.49g樣品進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生二氧化碳的體積為672mL×$\frac{2.49g}{3.32g}$=504mL，故答案為：504mL；
（2）加熱分解，會(huì)失去結(jié)晶水，分解會(huì)生成CO₂，說明含有NaHCO₃，則不可能含有NaOH，若沒有Na₂CO₃，鹽酸一定時(shí)，生成二氧化碳的體積會(huì)隨樣品質(zhì)量增大而增大，且生成二氧化碳體積到達(dá)最大值時(shí)不再減小，表中數(shù)據(jù)發(fā)生二氧化碳體積減小情況，說明還含有Na₂CO₃，加熱后殘留固體為碳酸鈉，
產(chǎn)生CO₂ 112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則其物質(zhì)的量=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，生成水0.45g，水的物質(zhì)的量=$\frac{0.45g}{18g/mol}$=0.025mol，則：
2  NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
0.01mol 0.005mol 0.005mol 0.005mol
故3.32g的X中，n（NaHCO₃）=0.01mol，n（H₂O）=0.025mol-0.005mol=0.02mol，故m（Na₂CO₃）=3.32g-0.01mol×84g/mol-0.02mol×18g/mol=2.12g，故n（Na₂CO₃）=$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，
則X中n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.02mol：0.01mol：0.02mol=2：1：2，
故X的化學(xué)式為：2Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O，
故答案為：2Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物計(jì)算、根據(jù)方程式計(jì)算、物質(zhì)組成的測(cè)定，題目過程復(fù)雜繁瑣、數(shù)據(jù)多、計(jì)算量大，綜合考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度很大，屬于易錯(cuò)題目．