Question

【題目】某天然堿(純凈物)可看作由CO2和NaOH反應后的產物所組成。稱取天然堿樣品四份溶于水后，分別逐滴加入相同濃度的鹽酸溶液30mL,產生CO2的體積(標準狀況)如下表:

	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
鹽酸液的體積（mL）	30	30	30	30
樣品（g）	2.26	3.39	5.65	6.78
二氧化碳的體積（mL）	448	672	784	672

（1）由以上數據，可以推測用1.13g樣品進行同樣的實驗時，產生CO2______mL（標準狀況）．

（2）另取2.26g天然堿樣品于300℃加熱分解至完全（300℃時NaCO3不分解），產生CO2 112mL（標準狀況）和水0.45g，計算并確定該天然堿的化學式_________．

（3）依據上表所列數據以及天然堿的化學式，試求鹽酸的濃度_________。

Answer 1

【答案】 224mL Na2CO3·NaHCO3·2H2O 2mol/L

【解析】本題考查化學計算，天然堿可看作是由CO2和NaOH反應生成，可能是Na2CO3，也可能是NaHCO3，也可能是Na2CO3和NaHCO3組成，根據表格數據，IV產生的CO2體積小于III中，說明天然堿不是NaHCO3，根據問題(2)，Na2CO3在300℃時不分解，說明天然堿不是Na2CO3，從而推出天然堿是由Na2CO3和NaHCO3組成，（1）根據表格數據，隨著樣品質量增加，CO2體積增大，III之前存在樣品質量與氣體體積成正比，因此1.13g樣品產生CO2的體積為448×1.13/2.26mL=224mL；（2）NaHCO3受熱易分解，發生2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×112×10－3/22.4mol=0.01mol，產生水的物質的量為：n(H2O)=n(CO2)=112×10－3/22.4mol=0.005mol<0.45/18mol=0.025mol，說明天然堿中含有結晶水，即物質的量為(0.025－0.005)mol=0.02mol，根據碳元素守恒，n(Na2CO3)=(448×10－3/22.4－0.01)mol=0.01mol，n(Na2CO3):n(NaHCO3):n(H2O)=0.01:0.01:0.02=1:1:2，天然堿化學式為Na2CO3·NaHCO3·2H2O；（3）根據表格數據，IV組中鹽酸完全反應，因為有氣體產生，因此發生的反應是Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O，消耗鹽酸的物質的量為(672×10－3/22.4＋6.78/226)mol=0.06mol，因此鹽酸的濃度為0.06/30×10－3mol·L－1=2mol·L－1。