Question

(16分)某天然碱的化学组成可能为aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O(a、b、c为正整数)，为确定其组成，化学兴趣小组的同学进行了如下实验：

(1)定性分析

①取少量天然碱样品放入试管中，用酒精灯加热，在试管口有液体生成，该液体能使无水硫酸铜变蓝。能否说明样品中含结晶水，试简述理由。

②请你设计一个简单的实验方案，确认样品中含有CO₃^2—离子。

(2)定量分析

该小组同学设计了下图所示装置，测定天然碱的化学组成。

A           B                 C        D          E

实验步骤：

①按上图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是                 。

A处碱石灰的作用是                                。

②称取天然碱样品7.3g，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶的质量为    87.6g，装碱石灰的U型管D的质量为74.7g。

③打开活塞K₁、K₂，关闭K₃，缓缓鼓入空气数分钟。

④关闭活塞K₁、K₂，打开K₃，点燃酒精灯加热，待不再产生气体为止。

⑤打开活塞K₁，缓缓鼓入空气数分钟，然后称得装浓硫酸的洗气瓶质量为88.5g；装碱石灰的U型管D的质量为75.8g。该步骤中缓缓鼓入空气数分钟的目的是              

                                                          。

计算推导：

该天然碱的化学式为                                         。

Answer

(1)定性分析

①不能说明。因为天然碱样品中的“NaHC03”加热分解也可产生水。

②取少量天然碱样品溶于水，加入足量的CaCl2溶液(或BaCl2溶液)，过滤并洗涤沉淀；向沉淀中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水中。若有浑浊现象，说明天然碱样品中含有CO32-离子。（每小题3分，共6分）

(2)定量分析                                                 （每空2分，共6分）

实验步骤：

①检查装置的气密性  除去通入空气中的CO2和H2O

⑤使反应生成的CO2和H2O被充分吸收

计算推导：

Na2CO3·2NaHCO3·H2O                                                (4分)

【解析】（1）①由于天然碱样品中的“NaHC03”加热分解也可产生水，所以不能说明。

②要检验CO32－可以利用沉淀法，即取少量天然碱样品溶于水，加入足量的CaCl2溶液(或BaCl2溶液)，过滤并洗涤沉淀；向沉淀中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水中。若有浑浊现象，说明天然碱样品中含有CO32-离子。

（2）①装置连接好后，首先要检验装置的气密性。由于空气中含有水蒸气和CO2，会干扰实验，所以碱石灰的作用是除去通入空气中的CO2和H2O。

②由于反应中产生的气体会残留在装置中，所以通入空气的作用是使反应生成的CO2和H2O被充分吸收。

③浓硫酸和碱石灰分别增加的质量是0.9g和1.1g，所以水和CO2的物质的量分别是0.05mol和0.025mol。又因为 、

解得a︰b︰c＝1︰2︰1，所以化学式为Na2CO3·2NaHCO3·H2O。