Question

4．我国青海湖地区得到的天然碱并不是碳酸钠的晶体，组成可表示为aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O（a、b、c为最简整数比）．某化学课外活动小组对天然碱的成分进行探究：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：
【查阅资料】
1．碳酸钠比较稳定，加热时不分解；       
2、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
3．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．
【实验步骤】
①组装好装置检查气密性②反复推拉注射器③称量E、F的质量④关闭弹簧夹，加热D处试管直到反应不再进行⑤打开弹簧夹，再次反复缓缓推拉注射器⑥再次称量E、F的质量．
【问题探究】
（1）E中的药品为浓硫酸，E的作用是吸收水蒸气．
（2）C、F、G中装有碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物），则C的作用是除去空气中的二氧化碳、水蒸气等杂质气体，F的作用是吸收二氧化碳，G的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气等杂质气体进入到F中，影响二氧化碳质量的测定．
（3）实验步骤②与③能否颠倒不能（填“能”或“不能”）．若不进行步骤⑤的操作，则所测得的碳酸氢钠质量分数偏小（填“偏大”、“偏小”、“无影响”），该操作中推注射器时缓缓的目的是使生成的二氧化碳、水蒸气吸收充分
（4）据下表，16.6g天然碱中结晶水的质量为1.8g，该天然碱的化学式中a：b：c=2：1：2．

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

Answer 1

分析 根据浓硫酸、碱石灰的性质方面判断实验过程中的相关方面的问题，根据具体的数据可以进行相关方面的计算，从而得出正确的结论．

解答 解：（1）E装置的作用是吸收水蒸气，浓硫酸能吸收水蒸气，所以，E中的药品为浓硫酸．
（2）由于空气中含有二氧化碳和水蒸汽等，影响实验的结果，所以，C的作用是除去空气中的二氧化碳、水蒸气等气体杂质；F的作用是吸收生成的二氧化碳．G的作用：防止空气中的二氧化碳和水蒸气等杂质气体进入到F中，影响二氧化碳质量的测定．
（3）如果颠倒顺序，测量结果会偏高，故不能颠倒；若不进行步骤⑤的操作，生成的二氧化碳和水不能被充分吸收，使得结果偏小；该操作中推注射器时缓缓的目的是：使生成的二氧化碳、水蒸气吸收充分．
（4）根据表中的数据可知，反应后生成二氧化碳的质量为51.1g-50g=1.1g，
设碳酸氢钠的质量为x，分解生成的水的质量为y，根据化学方程式
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
168               44    18
x                 1.1g   y
$\frac{168}{x}=\frac{44}{1.1g}=\frac{18}{y}$解得：x=4.2g，y=0.45g；
故天然碱中含有结晶水的质量为102.25g-100.0g-0.45g=1.8g
天然碱中含有碳酸钠的质量为：16.6g-4.2g-1.8g=10.6g
根据天然碱的组成可知：$\frac{106a}{10.6}：\frac{84b}{4.2}：\frac{18c}{1.8}$  所以a：b：c=2：1：2．
故答为：（1）浓硫酸，吸收水蒸气；
（2）除去空气中的二氧化碳、水蒸气等杂质气体；  吸收二氧化碳； 防止空气中的二氧化碳和水蒸气等杂质气体进入到F中，影响二氧化碳质量的测定；
（3）不能；偏小； 使生成的二氧化碳、水蒸气吸收充分；
（4）1.8；  2：1：2

点评 能够熟练的运用质量守恒定律以及化依据学方程式进行的相关计算，要充分理解物质的性质和实验目的，只有这样才能对问题做出正确的判断．