Question

11．某纯净的天然碱可看做二氧化碳和氢氧化钠反应的产物．取6.64g天然碱用酒精灯充分加热至恒重，将生成的气体依次通过过量的浓硫酸、过量澄清石灰水后，浓硫酸增重0.9g，澄清石灰水中生成沉淀1g．
（1）充分加热后，剩余固体重5.3 g；
（2）该天然碱成份中除含有碳酸钠外，还含有NaHCO₃、H₂O（填化学式）；
（3）6.64g天然碱中，含碳酸钠的物质的量为0.04mol；
（4）该天然碱的化学式为2Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O．

Answer 1

分析 取6.64g天然碱用酒精灯充分加热至恒重，将生成的气体依次通过过量的浓硫酸、过量澄清石灰水后，浓硫酸增重0.9g，澄清石灰水中生成沉淀1g，可知加热分解生成CO₂、H₂O，且m（H₂O）=0.9g，m（CaCO₃）=1g，则m（CO₂）=$\frac{1g}{100g/mol}×44g/mol$=0.44g，
如天然碱全部为NaHCO₃，则2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂+H₂O，
                       168g       106g   44g 18g
                       1.68g      1.06g  0.44g 0.18g，
因加热后m（H₂O）=0.9g＞0.18g，剩余固体质量为6.64g-0.9g-0.44g=5.3g＞1.06g，
可知天然碱中含有Na₂CO₃、NaHCO₃、H₂O，结合相关反应的化学方程式可确定各自的物质的量，进而可确定分子式，以此解答该题．

解答 解：（1）取6.64g天然碱用酒精灯充分加热至恒重，将生成的气体依次通过过量的浓硫酸、过量澄清石灰水后，浓硫酸增重0.9g，澄清石灰水中生成沉淀1g，可知加热分解生成CO₂、H₂O，且m（H₂O）=0.9g，m（CaCO₃）=1g，则m（CO₂）=$\frac{1g}{100g/mol}×44g/mol$=0.44g，
则剩余固体质量为6.64g-0.9g-0.44g=5.3g，
故答案为：5.3；
（2）反应生成m（CO₂）=$\frac{1g}{100g/mol}×44g/mol$=0.44g，
如天然碱全部为NaHCO₃，则2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂+H₂O，
                       168g       106g   44g 18g
                       1.68g      1.06g  0.44g 0.18g，
因加热后m（H₂O）=0.9g＞0.18g，剩余固体质量为6.64g-0.9g-0.44g=5.3g＞1.06g，
可知天然碱中含有Na₂CO₃、NaHCO₃、H₂O，
故答案为：NaHCO₃、H₂O；
（3）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂+H₂O，
      68g       106g   44g 18g
     1.68g      1.06g  0.44g 0.18g，
则6.64g天然碱中，含碳酸钠的质量为5.3g-1.06g=4.24g，
n（Na₂CO₃）=$\frac{4.24g}{106g/mol}$=0.04mol，
故答案为：0.04；
（4）由以上计算可知n（Na₂CO₃）=0.04mol；
n（NaHCO₃）=2n（CO₂）=0.02mol；
n（H₂O）=$\frac{0.9g-0.18g}{18g/mol}$=0.04mol，
则n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=2：1：2，分子式为2Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O，
故答案为：2Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O．

点评 本题考查化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意从守恒的角度解答该题，难度不大．