Question

18．我國青海湖采集的天然堿樣品可表示為aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O（a、b、c為最簡整數比）．小紅同學為測定其組成，稱取該天然堿樣品16.6g進行如下實驗：

已知：①碳酸鈉比較穩定，加熱時不分解；②圖中B處為兩個單向閥：推注射器時A₁關閉，A₂處打開；拉注射器時，A₁打開進空氣，A₂關閉．
（一）實驗步驟 ①組裝好裝置，檢查氣密性②反復推拉注射器③稱量E、F的質量④關閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應不再進行⑤打開彈簧夾，再次反復緩緩推拉注射器⑥再次稱量E、F的質量．
（二）問題探究：
（1）E中的藥品為濃硫酸，E的作用是吸收水蒸氣．C、F、G中裝有堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物），則C的作用是除去空氣中的二氧化碳，F的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空氣的二氧化碳和水蒸氣進入F裝置．
（2）實驗步驟②與③能否顛倒不能（填“能”或“不能”）．若不進行步驟⑤的操作，則所測得的碳酸氫鈉質量分數偏小（填“偏大”、“偏小”、“無影響”），該操作中推注射器時緩緩的目的是使反應生成的水蒸氣和二氧化碳被充分吸收．

反應前	反應后
E的質量為100.0g	E的質量為102.25g
F的質量為50.0g	F的質量為51.1g

（3）據表，16.6g天然堿中結晶水的質量為1.8g，Na₂CO₃的質量為10.6g，該天然堿的化學式中a：b：c=2：1：2．

Answer 1

分析 本題能使同學們體會到實驗探究的一般過程，通過實驗分析可知：可以根據濃硫酸、堿石灰的性質方面判斷實驗過程中的相關方面的問題，根據具體的數據可以進行相關方面的計算，從而得出正確的結論．

解答 解：（1）E裝置的作用是吸收水蒸氣，濃硫酸能吸收水蒸氣；C的作用是除去空氣中的二氧化碳、水蒸氣等雜質氣體；F的作用是吸收生成的二氧化碳；G的作用：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣等雜質氣體進入到F中，影響二氧化碳質量的測定；
故答案為：濃硫酸；吸收水蒸氣；除去空氣中的二氧化碳；吸收生成的二氧化碳；防止空氣的二氧化碳和水蒸氣進入F裝置；
（2）先推拉注射器，目的是將裝置內的二氧化碳排空，避免裝置內本身的二氧化碳導致的E、F質量偏大，導致最終結果偏大；如果顛倒順序，測量結果會偏高；操作中推注射器時緩緩的目的是使反應生成的水蒸氣和二氧化碳被充分吸收；
故答案為：不能；偏小；
（3）根據表中的數據可知，反應后生成二氧化碳的質量為51.1g-50g=1.1g，設碳酸氫鈉的質量為x，分解生成的水的質量為y，根據化學方程式
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃↑+CO₂↑+H₂O
168                44    18
x                 1.1g    y
$\frac{160}{x}$=$\frac{44}{1.1g}$=$\frac{18}{y}$
x=4.2g
y=0.45g
故結晶水的質量為2.25g-0.45g=1.8g
原物質中碳酸鈉的質量為16.6g-4.2g-1.8g=10.6g
所以a：b：c=$\frac{10.6g}{106}$：$\frac{4.2g}{84}$：$\frac{1.8g}{18}$=2：1：2
故答案為：1.8；10.6；2：1：2．

點評 實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，還考查了有關化學方程式的計算，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．解答本題的關鍵是要充分理解物質的性質和實驗目的，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．同學們要具體分析，綜合掌握．