自然界存在某天然碱的化学组成可表示为aNa2CO3•bNaHCO3•cH2O．现称取不同质量的天然碱样品，溶于水后，分别逐滴加入

题文

自然界存在某天然碱（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30.0ml，产生CO₂ 的体积（标准状况）如图所示．



（1）若用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO₂______mL（标准状况）．
（2）另取3.32g天然碱样品于300⁰C加热分解至完全（300⁰C 时Na₂CO₃ 不分解）产生CO₂ 112ml（标准状况）和水0.450g，试通过计算确定该天然碱的化学式．
（3）实验所用盐酸的物质的量浓度是多少？
（4）若在上述某次实验中，收集到336ml（标准状况）的气体，该此实验中称取天然碱样品的质量可能是多少？

题型：未知 难度：其他题型

答案

解析：题中图示表示将30mL盐酸逐滴加入样品溶液中，所加样品质量与生成CO₂的体积（标准状况）的关系．
（1）m（样品）≤4.98g时，样品质量与CO₂体积成正比．设2.49g样品反应生成CO₂的体积为V，则2.49gV=3.32g672ml，V=504mL，故答案为：504；
（2）3.32g样品中，n（NaHCO₃）=2n（CO₂）=2×0.112L22.4L/mol=0.01mol，
n（H₂O）=0.45g-0.005mol×18g/mol18g/mol=0.02mol．
由碳元素守恒得：
n（Na₂CO₃）=0.672L22.4L/mol-0.01mol=0.02mol，则n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.02mol：0.01mol：0.02mol=2：1：2．
故该天然碱的组成为：2Na₂CO₃・NaHCO₃・2H₂O．
答：该天然碱的组成为：2Na₂CO₃・NaHCO₃・2H₂O．
（3）当4.98g≤m（样品）≤12.45g时，30mL盐酸全部参加反应．其中m（样品）=4.98g时，样品中Na₂CO₃、NaHCO₃都恰好生成CO₂；m（样品）=12.45g时，样品中Na₂CO₃恰好生成NaHCO₃．任一情形用于计算盐酸浓度都很方便．
样品质量为4.98g时，反应式为：
2Na₂CO₃・NaHCO₃・2H₂O+5HCl=5NaCl+3CO₂↑+5H₂O
由以上可知，消耗n（HCl）=4.98g332g/mol×5=0.075mol，c（HCl）=0.075mol0.03L=2.5mol/L，
答：实验所用盐酸的物质的量浓度是2.5mol/L．
（4）收集到336ml气体时，可能存在两种情况：①盐酸过量，②天然碱过量，
①盐酸过量时，设天然碱的质量为x，
则x336ml=3.32g672ml，x=1.16g；
②天然碱过量时，设需要ymol天然碱，
则含有2ymolNa₂CO₃，ymolNaHCO₃，发生反应有：
Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl
NaHCO₃+HCl=CO₂↑+NaCl+H₂O
则：2y+0.336L22.4L/mol=0.03L×2.5mol/L
y=0.03mol，
则m（2Na₂CO_3••NaHCO₃•2H₂O）=0.03mol×332g/mol=9.96g．
答：盐酸过量时1.66克； 天然碱过量时9.96克

解析

2.49gV

考点

据考高分专家说，试题“自然界存在某天然碱（纯净物）的化学组成可.....”主要考查你对 [化学反应方程式 ]考点的理解。

化学反应方程式

化学方程式：

用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件，同时，通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示个物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。

书写化学方程式要遵守两个原则：

一是必须以客观事实为基础，绝不能凭空臆想、臆造事实上不存在的物质和化学反应；
二是要遵守质量守恒定律，等号两边各原子种类与数目必须相等。

化学方程式的意义：

化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件。同时，化学计量数代表了各反应物、生成物物质的量关系，通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示各物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。对于气体反应物、生成物，还可以直接通过化学计量数得出体积比。