Question

(16分)某天然碱的化学组成可能为aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O(a、b、c为正整数)，为确定其组成，化学兴趣小组的同学进行了如下实验：
(1)定性分析
①取少量天然碱样品放入试管中，用酒精灯加热，在试管口有液体生成，该液体能使无水硫酸铜变蓝。能否说明样品中含结晶水，试简述理由。
②请你设计一个简单的实验方案，确认样品中含有CO₃^2—离子。
(2)定量分析
该小组同学设计了下图所示装置，测定天然碱的化学组成。

A           B                 C        D          E
实验步骤：
①按上图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是                。
A处碱石灰的作用是                               。
②称取天然碱样品7.3g，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶的质量为    87.6g，装碱石灰的U型管D的质量为74.7g。
③打开活塞K₁、K₂，关闭K₃，缓缓鼓入空气数分钟。
④关闭活塞K₁、K₂，打开K₃，点燃酒精灯加热，待不再产生气体为止。
⑤打开活塞K₁，缓缓鼓入空气数分钟，然后称得装浓硫酸的洗气瓶质量为88.5g；装碱石灰的U型管D的质量为75.8g。该步骤中缓缓鼓入空气数分钟的目的是             
                                                         。
计算推导：
该天然碱的化学式为                                        。

Answer 1

(1)定性分析
①不能说明。因为天然碱样品中的“NaHC0₃”加热分解也可产生水。
②取少量天然碱样品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，过滤并洗涤沉淀；向沉淀中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水中。若有浑浊现象，说明天然碱样品中含有CO₃^2-离子。（每小题3分，共6分）
(2)定量分析                                                （每空2分，共6分）
实验步骤：
①检查装置的气密性 除去通入空气中的CO₂和H₂O
⑤使反应生成的CO₂和H₂O被充分吸收
计算推导：
Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O                                               (4分)

（1）①由于天然碱样品中的“NaHC0₃”加热分解也可产生水，所以不能说明。
②要检验CO₃^2－可以利用沉淀法，即取少量天然碱样品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，过滤并洗涤沉淀；向沉淀中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水中。若有浑浊现象，说明天然碱样品中含有CO₃^2-离子。
（2）①装置连接好后，首先要检验装置的气密性。由于空气中含有水蒸气和CO₂，会干扰实验，所以碱石灰的作用是除去通入空气中的CO₂和H₂O。
②由于反应中产生的气体会残留在装置中，所以通入空气的作用是使反应生成的CO₂和H₂O被充分吸收。
③浓硫酸和碱石灰分别增加的质量是0.9g和1.1g，所以水和CO₂的物质的量分别是0.05mol和0.025mol。又因为、
解得a︰b︰c＝1︰2︰1，所以化学式为Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O。