Question

8．我国青海湖采集的天然碱样品可表示为aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O（a、b、c为最简整数比）．小红同学为测定其组成，称取该天然碱样品16.6g进行如下实验：

已知：
1．碳酸钠比较稳定，加热不分解；
2.2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
3．图中B处为两个单向阀：推注射器时A₁关闭，A₂处打开；拉注射器时，A₁打开进空气，A₂关闭．
（一）实验步骤
（1）实验时，组装好装置，实验前应先检查装置气密性，后续实验步骤是：
①反复推拉注射器 ②称量E、F的质量  ③关闭弹簧夹，加热D处试管直到反应不再进行   ④打开弹簧夹，再次反复缓缓推拉注射器    ⑤再次称量E、F的质量．
（二）问题探究：
（2）E中的药品为浓硫酸，E的作用是吸收水蒸气．
实验过程中，C的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳，F的作用是吸收反应生成的二氧化碳．
写出 F装置中所发生反应的一个化学方程式CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
（3）实验步骤②与③能否颠倒不能（填“能”或“不能”）．若不进行步④的操作，则所测得的碳酸氢钠质量偏小（填“偏大”、“偏小”、“无影响”），该操作中推注射器时缓缓的目的是防止气体流速太快，来不及被吸收；若没有G装置，则碳酸氢钠的质量偏大（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．
（4）下表是实验记录数据：

反应前	反应后
E的质量为100.0g	E的质量为102.25g
F的质量为50.0g	F的质量为51.1g

则：①碳酸氢钠分解生成二氧化碳的质量为1.1g
②碳酸氢钠的质量为4.2g
③该天然碱的化学式中a：b：c=2：1：2．

Answer 1

分析 （1）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果； 
（2）浓硫酸能够吸收水蒸气，碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳；
二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；
（3）气体流速太快时，不利于被吸收剂吸收；
（4）根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：（1）实验时，组装好装置，实验前应先检查装置气密性．
故填：检查装置气密性．
（2）E中的药品为浓硫酸，E的作用是吸收水蒸气；
实验过程中，C的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳，F的作用是吸收反应生成的二氧化碳；
F装置中二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，发生反应的一个化学方程式为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
故填：浓硫酸；吸收水蒸气；除去空气中的水蒸气和二氧化碳；吸收反应生成的二氧化碳；CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
（3）实验步骤②与③不能颠倒；
若不进行步④的操作，则反应生成的二氧化碳不能被完全吸收，则所测得的碳酸氢钠质量偏小；
该操作中推注射器时缓缓的目的是；
若没有G装置，则空气中的二氧化碳能被F装置吸收，则碳酸氢钠的质量偏大．
故填：不能；偏小；防止气体流速太快，来不及被吸收；偏大．
（4）下表是实验记录数据：

反应前	反应后
E的质量为100.0g	E的质量为102.25g
F的质量为50.0g	F的质量为51.1g

①碳酸氢钠分解生成二氧化碳的质量为：51.1g-50.0g=1.1g，
故填：1.1．
②设碳酸氢钠质量为x，生成水的质量为y，
 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
  168               18  44
   x                y   1.1g
$\frac{168}{x}$=$\frac{18}{y}$=$\frac{44}{1.1g}$，
x=4.2g，y=0.45g，
故填：4.2．
③天然碱样品中结晶水的质量为：102.25g-100.0g-0.45g=1.8g，
天然碱样品中碳酸钠质量为：16.6g-4.2g-1.8g=10.6g，
根据题意有：a：b：c=$\frac{10.6g}{106}$：$\frac{4.2g}{84}$：$\frac{1.8g}{18}$=2：1：2，
故填：2：1：2．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．