Question

【题目】某天然碱(纯净物)可看作由CO2和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱样品四份溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL,产生CO2的体积(标准状况)如下表:

	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
盐酸液的体积（mL）	30	30	30	30
样品（g）	2.26	3.39	5.65	6.78
二氧化碳的体积（mL）	448	672	784	672

（1）由以上数据，可以推测用1.13g样品进行同样的实验时，产生CO2______mL（标准状况）．

（2）另取2.26g天然碱样品于300℃加热分解至完全（300℃时NaCO3不分解），产生CO2 112mL（标准状况）和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式_________．

（3）依据上表所列数据以及天然碱的化学式，试求盐酸的浓度_________。

Answer 1

【答案】 224mL Na2CO3·NaHCO3·2H2O 2mol/L

【解析】本题考查化学计算，天然碱可看作是由CO2和NaOH反应生成，可能是Na2CO3，也可能是NaHCO3，也可能是Na2CO3和NaHCO3组成，根据表格数据，IV产生的CO2体积小于III中，说明天然碱不是NaHCO3，根据问题(2)，Na2CO3在300℃时不分解，说明天然碱不是Na2CO3，从而推出天然碱是由Na2CO3和NaHCO3组成，（1）根据表格数据，随着样品质量增加，CO2体积增大，III之前存在样品质量与气体体积成正比，因此1.13g样品产生CO2的体积为448×1.13/2.26mL=224mL；（2）NaHCO3受热易分解，发生2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×112×10－3/22.4mol=0.01mol，产生水的物质的量为：n(H2O)=n(CO2)=112×10－3/22.4mol=0.005mol<0.45/18mol=0.025mol，说明天然碱中含有结晶水，即物质的量为(0.025－0.005)mol=0.02mol，根据碳元素守恒，n(Na2CO3)=(448×10－3/22.4－0.01)mol=0.01mol，n(Na2CO3):n(NaHCO3):n(H2O)=0.01:0.01:0.02=1:1:2，天然碱化学式为Na2CO3·NaHCO3·2H2O；（3）根据表格数据，IV组中盐酸完全反应，因为有气体产生，因此发生的反应是Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O，消耗盐酸的物质的量为(672×10－3/22.4＋6.78/226)mol=0.06mol，因此盐酸的浓度为0.06/30×10－3mol·L－1=2mol·L－1。