Question

自然界存在的某天然碱（纯净物）的化学组成可表示为aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O,a、b、c为正整数。现称取不同质量的天然碱样品，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30 mL，产生CO₂的体积（标准状况）如下图所示。

（1）若用2.49 g样品进行同样的实验时，产生CO₂___________mL（标准状况）。

（2）另取3.32 g天然碱样品于300 ℃加热分解至完全（300 ℃ 时 Na₂CO₃不分解），产生CO₂ 112 mL（标准状况）和水0.45 g，试通过计算确定该天然碱的化学式。

（3）所用盐酸的物质的量浓度为______________________。

（4）若在上述某次实验中，收集到336 mL（标准状况）气体，该次实验中称取天然碱样品的质量可能是______________________。

Answer 1

（1）504

(2)2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O

（3）2.5 mol·L^-1  (4)9.96 g

故可确定天然碱组成为

2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O。

(3)选取“m=4.98 g、V=1 008 mL”进行计算。n(样品）=4.98 g÷332 g·mol^-1=0.015 mol,其中含Na₂CO₃0.03 mol,NaHCO₃ 0.015 mol,消耗盐酸共（0.03×2+0.015）mol即0.075 mol,c (HCl)=0.075 mol÷0.03 L=2.5 mol·L^-1。

（4）当m＜4.98 g 时，m=336 mL×=1.66 g，当 m＞4.98 g 时，由Na₂CO₃+HCl====NaHCO₃+NaCl(逐滴加入盐酸，先与Na₂CO₃反应)，NaHCO₃+HCl====NaCl+CO₂↑+H₂O可知，在后一反应中消耗的n(HCl)=n(CO₂)=0.015 mol,则前一反应中消耗的HCl为：n（HCl）=0.075 mol-0.015 mol=0.06 mol,那么,n(Na₂CO₃)=0.06 mol,m=×0.06 mol×332 g·mol^-1=9.96 g。