Question

1．某天然碱的化学组成为aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O（a、b、c为正整数），为确定该天然碱的组成，进行如下实验．准确称m g样品在空气中加热，样品的固体残留率．固体残留率=$\frac{固态样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%它随温度的变化如图所示，样品在100℃时已完全失去结晶水，300℃时NaHCO₃已分解完全，Na₂CO₃的分解温度为1800℃）．

（1）加热过程中，保持100℃足够长时间，而不持续升温的原因是确保晶体中的结晶水失去完全，同时防止稍稍升温引起NaHCO₃分解．
（2）根据以上实验数据计算该天然碱中a：b：c=1：1：2（写出计算过程）．
（3）另取0.1130g样品配成溶液，逐滴加入5.00mL的HCl溶液，生成CO₂ 5.60mL（标准状况），则c（HCl）=0.1500mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）碳酸氢钠受热易分解，保持100℃，使结晶水失去，而不引起NaHCO₃分解；
（2）假设固体为100g，根据固体残留率求出水的质量、碳酸氢钠的质量和碳酸钠的质量，再分别求出物质的量，根据物质的量之比计算a、b、c；
（3）根据aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O与HCl反应中物质的量的关系计算．

解答 解：（1）已知在100℃时，晶体失去结晶水，而不引起NaHCO₃分解，所以加热过程中，保持100℃足够长时间，确保晶体中的结晶水失去完全，同时防止稍稍升温引起NaHCO₃分解；
故答案为：确保晶体中的结晶水失去完全，同时防止稍稍升温引起NaHCO₃分解；
（2）假设固体为100g，则水的物质的量为$\frac{100-84.10}{18}$mol，
100℃---300℃固体减少的质量为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂+H₂O，则NaHCO₃的物质的量为（$\frac{84.10-70.35}{62}$×2）mol，
最后剩余的固体为原来的碳酸钠和碳酸氢钠分解生成的碳酸钠，则原来是碳酸钠的物质的量为（$\frac{70.35}{106}$-$\frac{84.10-70.35}{62}$）mol，
则a：b：c=（$\frac{70.35}{106}$-$\frac{84.10-70.35}{62}$）：（$\frac{84.10-70.35}{62}$×2）：$\frac{100-84.10}{18}$=1：1：2；
故答案为：1：1：2；
（3）由以上分析可知，该物质的化学式为Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O，则其物质的量为$\frac{0.113g}{226g/mol}$=0.0005mol，n（CO₂）=$\frac{0.0056L}{22.4L/mol}$=0.00025mol，
Na₂CO₃ +HCl=NaHCO₃ +NaCl
0.0005mol    0.0005mol
NaHCO₃ +HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
        0.00025mol       0.00025mol
则c（HCl）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.0005mol+0.00025mol}{0.005L}$=0.1500 mol/L，
故答案为：0.1500．

点评 本题考查了碳酸钠和碳酸氢钠、有关化学方程式的计算，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意根据图象分析固体的成分．