Question

天然堿的組成可以用aNa₂CO₃?bNaHCO₃?cH₂O（a、b、c為整數）表示．現有3種不同的天然堿樣品，分別進行如下實驗以確定其化學式．
（1）將質量為62.0g的樣品A平均分成兩份，一份在300℃下充分灼燒（Na₂CO₃不分解），固體質量減輕9.8g；另一份溶于水后加入足量的Ba（OH）₂溶液，得到白色沉淀59.1g．樣品A的化學式可以表示為______．
（2）將質量為4.71g的樣品B溶于水，逐滴滴加一定濃度的稀鹽酸，產生氣體的質量與加入鹽酸的質量有下表所示關系：

鹽酸質量/g	20	40	60	80
氣體質量/g		0.44	1.32	1.98

[已知在鹽酸不足時會發(fā)生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl+H₂O]鹽酸的質量分數為______；樣品B的化學式可以表示為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據題意，碳酸氫鈉受熱分解生成了碳酸鈉、水和二氧化碳，減少的質量就是水和二氧化碳的質量，碳酸鋇的質量是59.1g，其中碳元素的質量就等于天然堿中碳元素的質量，根據天然堿的質量、減少的質量和碳元素的質量可以列出三元一次方程組，解出未知數，求出整數比，寫出化學式；
（2）根據鹽酸和生成的氣體的數據，分析找出加入鹽酸的質量從40g到60g發(fā)生的反應是NNaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑生成的二氧化碳的質量是1.32g-0.44g=0.88g，可以求出鹽酸的質量分數．根據Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl+H₂O、NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑根據表中消耗的鹽酸的質量的關系，找出Na₂CO₃與NaHCO₃的計量關系．再根據生成的總的二氧化碳的質量和天然堿的質量關系，求出c，寫出化學式．
解答：解：（1）31.0g天然堿中碳元素的就是碳酸鋇中碳元素的質量為：59.1g××100%=3.6g
由于：aNa₂CO₃?bNaHCO₃?cH₂O～b/2CO₂+（b/2+c）H₂O
      106a+84b+18c            22b+9b+18c
         31.0g                    9.8g
得出：
解得：a=0.1   b=0.2   c=0.2  所以：a：b：c=1：2：2
樣品A的化學式可以表示為：Na₂CO₃?2NaHCO₃?2H₂O
（2）設鹽酸的質量分數是w
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
      36.5          44
 （60g-40g）×w  （1.32g-0.44g）
   解得：w=3.65%
根據反應的方程式以及加入鹽酸的質量從40g60g產生氣體的質量與可知，每加入20g鹽酸與碳酸氫鈉產生二氧化碳的質量是0.88g，由此可知，加入的鹽酸從0到30g用于碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉，從30g到75g用于碳酸氫鈉轉化為二氧化碳，由此可以得出a：b=2：1，
 2Na₂CO₃?NaHCO₃?cH₂O～3CO₂
2×106+84+18c       3×44
  4.71g             1.98g
   解得c=1
樣品B的化學式可以表示為 2Na₂CO₃?NaHCO₃?H₂O
故答為：（1）Na₂CO₃?2NaHCO₃?2H₂O；（2）3.65%，2Na₂CO₃?NaHCO₃?H₂O．
點評：本題屬于復雜的化學方程式的計算，在計算時，找出等量關系、有關量的質量關系是解題的關鍵．