Question

自然界存在的某天然堿（純凈物）的化學組成可表示為aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O,a、b、c為正整數。現稱取不同質量的天然堿樣品，溶于水后，分別逐滴加入相同濃度的鹽酸溶液30 mL，產生CO₂的體積（標準狀況）如下圖所示。

（1）若用2.49 g樣品進行同樣的實驗時，產生CO₂___________mL（標準狀況）。

（2）另取3.32 g天然堿樣品于300 ℃加熱分解至完全（300 ℃ 時 Na₂CO₃不分解），產生CO₂ 112 mL（標準狀況）和水0.45 g，試通過計算確定該天然堿的化學式。

（3）所用鹽酸的物質的量濃度為______________________。

（4）若在上述某次實驗中，收集到336 mL（標準狀況）氣體，該次實驗中稱取天然堿樣品的質量可能是______________________。

Answer 1

（1）504

(2)2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O

（3）2.5 mol·L^-1  (4)9.96 g

故可確定天然堿組成為

2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O。

(3)選取“m=4.98 g、V=1 008 mL”進行計算。n(樣品）=4.98 g÷332 g·mol^-1=0.015 mol,其中含Na₂CO₃0.03 mol,NaHCO₃ 0.015 mol,消耗鹽酸共（0.03×2+0.015）mol即0.075 mol,c (HCl)=0.075 mol÷0.03 L=2.5 mol·L^-1。

（4）當m＜4.98 g 時，m=336 mL×=1.66 g，當 m＞4.98 g 時，由Na₂CO₃+HCl====NaHCO₃+NaCl(逐滴加入鹽酸，先與Na₂CO₃反應)，NaHCO₃+HCl====NaCl+CO₂↑+H₂O可知，在后一反應中消耗的n(HCl)=n(CO₂)=0.015 mol,則前一反應中消耗的HCl為：n（HCl）=0.075 mol-0.015 mol=0.06 mol,那么,n(Na₂CO₃)=0.06 mol,m=×0.06 mol×332 g·mol^-1=9.96 g。