天然碱的组成可以用aNa2CO3?bNaHCO3?cH2O(a、b、c为整数)表示.现有3种不同的天然碱样品,分别进行如下实验以确定其化学式.
(1)将质量为62.0g的样品A平均分成两份,一份在300℃下充分灼烧(Na2CO3不分解),固体质量减轻9.8g;另一份溶于水后加入足量的Ba(OH)2溶液,得到白色沉淀59.1g.样品A的化学式可以表示为________.
(2)将质量为4.71g的样品B溶于水,逐滴滴加一定浓度的稀盐酸,产生气体的质量与加入盐酸的质量有下表所示关系:
盐酸质量/g20406080气体质量/g00.441.321.98[已知在盐酸不足时会发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl+H2O]盐酸的质量分数为________;样品B的化学式可以表示为________.
网友回答
解:(1)31.0g天然碱中碳元素的就是碳酸钡中碳元素的质量为:59.1g××100%=3.6g
由于:aNa2CO3?bNaHCO3?cH2O~b/2CO2+(b/2+c)H2O
????? 106a+84b+18c????????????22b+9b+18c
??????? ?31.0g??????????????????? 9.8g
得出:
解得:a=0.1?? b=0.2?? c=0.2??所以:a:b:c=1:2:2
样品A的化学式可以表示为:Na2CO3?2NaHCO3?2H2O
(2)设盐酸的质量分数是w
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
????? 36.5????????? 44
?(60g-40g)×w??(1.32g-0.44g)
???解得:w=3.65%
根据反应的方程式以及加入盐酸的质量从40g60g产生气体的质量与可知,每加入20g盐酸与碳酸氢钠产生二氧化碳的质量是0.88g,由此可知,加入的盐酸从0到30g用于碳酸钠转化为碳酸氢钠,从30g到75g用于碳酸氢钠转化为二氧化碳,由此可以得出a:b=2:1,
?2Na2CO3?NaHCO3?cH2O~3CO2
2×106+84+18c?????? 3×44
? 4.71g???????????? 1.98g
?? 解得c=1
样品B的化学式可以表示为 2Na2CO3?NaHCO3?H2O
故答为:(1)Na2CO3?2NaHCO3?2H2O;(2)3.65%,2Na2CO3?NaHCO3?H2O.
解析分析:(1)根据题意,碳酸氢钠受热分解生成了碳酸钠、水和二氧化碳,减少的质量就是水和二氧化碳的质量,碳酸钡的质量是59.1g,其中碳元素的质量就等于天然碱中碳元素的质量,根据天然碱的质量、减少的质量和碳元素的质量可以列出三元一次方程组,解出未知数,求出整数比,写出化学式;(2)根据盐酸和生成的气体的数据,分析找出加入盐酸的质量从40g到60g发生的反应是NNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑生成的二氧化碳的质量是1.32g-0.44g=0.88g,可以求出盐酸的质量分数.根据Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl+H2O、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑根据表中消耗的盐酸的质量的关系,找出Na2CO3与NaHCO3的计量关系.再根据生成的总的二氧化碳的质量和天然碱的质量关系,求出c,写出化学式.
点评:本题属于复杂的化学方程式的计算,在计算时,找出等量关系、有关量的质量关系是解题的关键.