Question

(16分)某天然堿的化學(xué)組成可能為aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O(a、b、c為正整數(shù))，為確定其組成，化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
(1)定性分析
①取少量天然堿樣品放入試管中，用酒精燈加熱，在試管口有液體生成，該液體能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。能否說(shuō)明樣品中含結(jié)晶水，試簡(jiǎn)述理由。
②請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，確認(rèn)樣品中含有CO₃^2—離子。
(2)定量分析
該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示裝置，測(cè)定天然堿的化學(xué)組成。

A           B                 C        D          E
實(shí)驗(yàn)步驟：
①按上圖(夾持儀器未畫(huà)出)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是                。
A處堿石灰的作用是                               。
②稱(chēng)取天然堿樣品7.3g，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱(chēng)量裝濃硫酸的洗氣瓶的質(zhì)量為    87.6g，裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為74.7g。
③打開(kāi)活塞K₁、K₂，關(guān)閉K₃，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘。
④關(guān)閉活塞K₁、K₂，打開(kāi)K₃，點(diǎn)燃酒精燈加熱，待不再產(chǎn)生氣體為止。
⑤打開(kāi)活塞K₁，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱(chēng)得裝濃硫酸的洗氣瓶質(zhì)量為88.5g；裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為75.8g。該步驟中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘的目的是             
                                                         。
計(jì)算推導(dǎo)：
該天然堿的化學(xué)式為                                        。

Answer 1

(1)定性分析
①不能說(shuō)明。因?yàn)樘烊粔A樣品中的“NaHC0₃”加熱分解也可產(chǎn)生水。
②取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，過(guò)濾并洗滌沉淀；向沉淀中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中。若有渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明天然堿樣品中含有CO₃^2-離子。（每小題3分，共6分）
(2)定量分析                                                （每空2分，共6分）
實(shí)驗(yàn)步驟：
①檢查裝置的氣密性 除去通入空氣中的CO₂和H₂O
⑤使反應(yīng)生成的CO₂和H₂O被充分吸收
計(jì)算推導(dǎo)：
Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O                                               (4分)

（1）①由于天然堿樣品中的“NaHC0₃”加熱分解也可產(chǎn)生水，所以不能說(shuō)明。
②要檢驗(yàn)CO₃^2－可以利用沉淀法，即取少量天然堿樣品溶于水，加入足量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液)，過(guò)濾并洗滌沉淀；向沉淀中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中。若有渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明天然堿樣品中含有CO₃^2-離子。
（2）①裝置連接好后，首先要檢驗(yàn)裝置的氣密性。由于空氣中含有水蒸氣和CO₂，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)，所以堿石灰的作用是除去通入空氣中的CO₂和H₂O。
②由于反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體會(huì)殘留在裝置中，所以通入空氣的作用是使反應(yīng)生成的CO₂和H₂O被充分吸收。
③濃硫酸和堿石灰分別增加的質(zhì)量是0.9g和1.1g，所以水和CO₂的物質(zhì)的量分別是0.05mol和0.025mol。又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241343038781156.png" style="vertical-align:middle;" />、
解得a︰b︰c＝1︰2︰1，所以化學(xué)式為Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O。