Question

(16分)某天然堿的化學組成可能為aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O(a、b、c為正整數)，為確定其組成，化學興趣小組的同學進行了如下實驗：

(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，該液體能使無水硫酸銅變藍。能否說明樣品中含結晶水，試簡述理由。

②請你設計一個簡單的實驗方案，確認樣品中含有CO₃^2—離子。

(2)定量分析

該小組同學設計了下圖所示裝置，測定天然堿的化學組成。

A           B                 C        D          E

實驗步驟：

①按上圖(夾持儀器未畫出)組裝好實驗裝置后，首先進行的操作是                 。

A處堿石灰的作用是                                。

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

③打開活塞K₁、K₂，關閉K₃，緩緩鼓入空氣數分鐘。

④關閉活塞K₁、K₂，打開K₃，點燃酒精燈加熱，待不再產生氣體為止。

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

                                                          。

計算推導：

該天然堿的化學式為                                         。

 

Answer 1

【答案】

(1)定性分析

①不能說明。因為天然堿樣品中的“NaHC0₃”加熱分解也可產生水。

②取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，過濾并洗滌沉淀；向沉淀中加入稀鹽酸，將產生的氣體通入澄清的石灰水中。若有渾濁現象，說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）

實驗步驟：

①檢查裝置的氣密性  除去通入空氣中的CO₂和H₂O

⑤使反應生成的CO₂和H₂O被充分吸收

計算推導：

Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O                                                (4分)

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

②要檢驗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)，過濾并洗滌沉淀；向沉淀中加入稀鹽酸，將產生的氣體通入澄清的石灰水中。若有渾濁現象，說明天然堿樣品中含有CO₃^2-離子。

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

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

③濃硫酸和堿石灰分別增加的質量是0.9g和1.1g，所以水和CO₂的物質的量分別是0.05mol和0.025mol。又因為 、

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