Question

自然界存在的某種天然堿（純凈物）的化學組成可表示為aNa₂CO₃?bNaHCO₃?cH₂O（a、b、c為正整數(shù)）�，F(xiàn)稱取不同質量的天然堿樣品，溶于水后，分別逐滴加入相同濃度的鹽酸溶液30mL，產生氣體的體積（標準狀況）如下圖所示。
（1）若用2.49g樣品進行同樣的實驗時，產生的CO₂為_____mL（標準狀況）。
（2）另取3.32g天然堿樣品于300℃加熱到完全分解（300℃時Na₂CO₃不分解），產生CO₂112mL（標準狀況）和水0.45g，計算并確定該天然堿的化學式。
（3）實驗所用鹽酸的物質的量濃度為________。

Answer 1

見解析

【試題分析】
解析：本題主要考查了圖像數(shù)據(jù)的分析和應用能力�；瘜W實驗的結果常以圖像的形式表示，看圖用圖是基本的化學能力之一。題中圖示表示將30mL鹽酸逐滴加入樣品溶液中，所加樣品質量與生成CO₂的體積（標準狀況）的關系。
（1）m（樣品）≤4.98g時，樣品質量與CO₂體積成正比。設2.49g樣品反應生成CO₂的體積為V，則，V=504mL。
（2）3.32g樣品中，n（NaHCO₃）=2n（CO₂）=2×=0.01mol，
n（H₂O）==0.02mol。
由碳元素守恒得：
n（Na₂CO₃）=-0.01mol=0.02mol。
故該天然堿的組成為：2Na₂CO₃?NaHCO₃?2H₂O。
（3）當4.98g≤m（樣品）≤12.45g時，30mL鹽酸全部參加反應。其中m（樣品）＝4.98g時，樣品中Na₂CO₃、NaHCO₃都恰好生成CO₂；m（樣品）＝12.45g時，樣品中Na₂CO₃恰好生成NaHCO₃。任一情形用于計算鹽酸濃度都很方便。樣品質量為4.98g時，反應式為：
2Na₂CO₃?NaHCO₃?2H₂O ＋5HCl=5NaCl+3CO₂↑+5H₂O
由以上可知，消耗n（HCl）=×5=0.075mol，c（HCl）==2.5mol/L。