Question

13．我國青海湖采集的天然堿樣品可表示為aNa₂CO₃?bNaHCO₃?cH₂O（a、b、c為最簡整數(shù)比）．小紅同學為測定其組成，稱取該天然堿樣品16.6g進行如下實驗：
已知：（1）碳酸鈉比較穩(wěn)定，加熱時不分解；
（2）2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃↑+CO₂↑+H₂O
（3）圖中B處為兩個單向閥：推注射器時A₁關閉，A₂處打開；拉注射器時，A₁打開進空氣，A₂關閉．
（一）實驗步驟 ①組裝好裝置，檢查氣密性  ②反復推拉注射器  ③稱量E、F的質(zhì)量④關閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應不再進行  ⑤打開彈簧夾，再次反復緩緩推拉注 射器  ⑥再次稱量E、F的質(zhì)量．

（二）問題探究：
（1）E中的藥品為濃硫酸，E的作用是吸收水蒸氣．C、F、G中裝有堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物），則C的作用是除去空氣中的二氧化碳、水蒸氣等雜質(zhì)氣體．
（2）實驗步驟②與③能否顛倒不能（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)量分數(shù)偏小（填“偏大”、“偏小”、“無影響”），該操作中推注射器時緩緩的目的是使生成的二氧化碳、水蒸氣吸收充分．
（3）據(jù)下表數(shù)據(jù)計算可得：天然堿的化學式中a：b：c=2：1：2．

反應前	反應后
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

Answer 1

分析 根據(jù)整個組合裝置及步驟分析每個裝置及每步操作的目的，要測定物質(zhì)組成，通過組合裝置需測出加熱時產(chǎn)生的二氧化碳及水的質(zhì)量，空氣中含有水蒸氣和二氧化碳，在加熱前要除去，生成的二氧化碳能殘存在裝置內(nèi)，應全部排到F裝置內(nèi)吸收．還應注意不能讓空氣中的二氧化碳和水進入裝置F中影響測量結果．

解答 解；（1）E裝置的作用是吸收水蒸氣，濃硫酸能吸收水蒸氣，所以E中的藥品為：濃硫酸，E的作用是吸收水蒸氣；
C的作用是除去空氣中的二氧化碳、水蒸氣等雜質(zhì)氣體；
F的作用是吸收生成的二氧化碳；
G的作用：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）先推拉注射器，目的是將裝置內(nèi)的二氧化碳排空，避免裝置內(nèi)本身的二氧化碳導致的EF質(zhì)量偏大，導致最終結果偏大．如果顛倒順序，測量結果會偏高；
若不進行步驟⑤的操作，生成的二氧化碳和水不能被充分吸收，使得結果偏�。�
該操作中推注射器時緩緩的目的是使生成的二氧化碳、水蒸氣吸收充分；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，反應后生成二氧化碳的質(zhì)量為51.1g-50g=1.1g，設碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，分解生成的水的質(zhì)量為y，所以
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃↑+CO₂↑+H₂O
168                 44     18
x                   1.1g    y
$\frac{168}{x}$=$\frac{44}{1.1g}$=$\frac{18}{y}$
x=4.2g
y=0.45g
故所以天然堿中含有水的質(zhì)量為102.25g-100.0g-0.45g=1.8g
天然堿中含有碳酸鈉的質(zhì)量為：16.6g-4.2g-1.8g=10.6g
根據(jù)天然堿的組成可知：$\frac{106a}{10.6}$=$\frac{84b}{4.2}$=$\frac{18c}{1.8}$
所以a：b：c=2：1：2．
故答案為：（1）濃硫酸，吸收水蒸氣，除去空氣中的二氧化碳、水蒸氣等雜質(zhì)氣體；
（2）不能，偏小，使生成的二氧化碳、水蒸氣吸收充分；
（3）2：1：2．

點評 解答本題的關鍵是要充分理解物質(zhì)的性質(zhì)和實驗目的，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．