Question

【題目】我國青海湖采集的天然堿樣品可表示為aNa2CO3bNaHCO3cH2O（a、b、c為最簡整數(shù)比）．小紅同學(xué)為測定其組成，稱取該天然堿樣品16.6g進行如下實驗：
已知：碳酸鈉比較穩(wěn)定，加熱時不分解；2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
圖中B處為兩個單向閥：推注射器時A1關(guān)閉，A2處打開；拉注射器時，A1打開進空氣，A2關(guān)閉．
（一）實驗步驟 ①組裝好裝置，檢查氣密性 ②反復(fù)推拉注射器 ③稱量E、F的質(zhì)量 ④關(guān)閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應(yīng)不再進行 ⑤打開彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射�?⑥再次稱量E、F的質(zhì)量．
（二）問題探究：
（1）E中的藥品為 ， E的作用是 ． C、F、G中裝有堿石灰（生石灰與燒堿的固體混合物），則C的作用是 ， F的作用是 ， G的作用是 ．
（2）實驗步驟②與③能否顛倒（填“能”或“不能”）．若不進行步驟⑤的操作，則所測得的碳酸氫鈉質(zhì)量（填“偏大”、“偏小”、“無影響”），該操作中推注射器時緩緩的目的是； 若沒有G裝置，則碳酸氫鈉的質(zhì)量（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）．
（3）據(jù)下表回答下列問題：

反應(yīng)前	反應(yīng)后
E的質(zhì)量為100.0g	E的質(zhì)量為102.25g
F的質(zhì)量為50.0g	F的質(zhì)量為51.1g

①碳酸氫鈉分解生成二氧化碳的質(zhì)量為g，
②碳酸氫鈉的質(zhì)量為g
③結(jié)晶水的質(zhì)量為g
④Na2CO3的質(zhì)量為g，
⑤該天然堿的化學(xué)式中a：b：c= ．

Answer 1

【答案】
（1）濃硫酸（濃H2SO4）；吸收水蒸氣；除去空氣中的二氧化碳、水蒸氣等雜質(zhì)氣體；吸收二氧化碳；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣等雜質(zhì)氣體進入到F中，影響二氧化碳質(zhì)量的測定
（2）不能；偏小；使生成的二氧化碳、水蒸氣吸收充分；偏大
（3）1.1；4.2；1.8；10.6；2：1：2
【解析】解：（1）分析整個裝置，結(jié)合實驗步驟，組裝好裝置，檢查氣密性之后反復(fù)推拉注射器是為了將裝置內(nèi)的二氧化碳和水蒸氣全部排出，在氣體進入D裝置之前需除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣，用除去這二者的剩余空氣將D裝置以后的整套裝置中的空氣排出，故C的堿石灰的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；固體受熱碳酸氫鈉分解產(chǎn)生水蒸氣和二氧化碳，要先通過濃硫酸吸收水蒸氣，然后再通過堿石灰吸收二氧化碳，故E中盛濃硫酸來吸收水分，F(xiàn)中堿石灰是吸收生成的二氧化碳；為防止空氣中二氧化碳和水分進入F裝置使測量結(jié)果偏大，故連接G裝置吸收空氣中的二氧化碳和水分．（2）實驗步驟②與③不能顛倒，步驟②③是將裝置內(nèi)的空氣完全被EF吸收，然后稱量EF的質(zhì)量，這樣第一次稱重就包含了裝置內(nèi)的二氧化碳和水．當反應(yīng)結(jié)束后再次稱重EF，兩次的差值就是生成的二氧化碳和水．若②與③顛倒，則第一次稱重不包含中裝置內(nèi)的二氧化碳和水，而第二次稱重包括了裝置內(nèi)原有的二氧化碳和水，同時還包括新生成的二氧化碳和水，這樣的兩次差值就大于實際生成的二氧化碳和水，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大． 若不進行步驟⑤，則生成的二氧化碳和水蒸氣會殘存在裝置內(nèi)，使結(jié)果偏小；所以該步操作的目的是使生成的二氧化碳和水蒸氣吸收充分；若沒有G裝置，則空氣中的二氧化碳和水蒸氣會進入F裝置，使結(jié)果偏大．（3）E中增重的質(zhì)量為水的質(zhì)量，F(xiàn)中增重的質(zhì)量為生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知碳酸氫鈉分解產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為1.1g，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量和碳酸氫鈉分解生成的水的質(zhì)量，用總水量減去生成的水的質(zhì)量就是原物質(zhì)中結(jié)晶水的質(zhì)量，用物質(zhì)的總質(zhì)量減去碳酸氫鈉和結(jié)晶水的質(zhì)量就是碳酸鈉的質(zhì)量，進而可求出系數(shù)比． 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，二氧化碳的質(zhì)量為1.1g，原物質(zhì)中的結(jié)晶水和生成的水質(zhì)量和為2.25g，
設(shè)碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，生成的水的質(zhì)量為y，

2NaHCO3 Na2CO3+	CO2↑+	H2O
168	44	18
x	1.1g	y

= = x=4.2g y=0.45g
故結(jié)晶水的質(zhì)量為2.25g﹣0.45g=1.8g
原物質(zhì)中碳酸鈉的質(zhì)量為16.6g﹣4.2g﹣1.8g=10.6g
所以a：b：c= ： ： =2：1：2
所以答案是：（1）濃硫酸（濃H2SO4），吸收水蒸氣． 除去空氣中的二氧化碳、水蒸氣等雜質(zhì)氣體，吸收二氧化碳，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣等雜質(zhì)氣體進入到F中，影響二氧化碳質(zhì)量的測定．（2）不能．偏小；使生成的二氧化碳、水蒸氣吸收充分；偏大（3）①1.1②4.2③1.8④10.6⑤2：1：2．