Question

4．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）．某實驗小組為測定其組成，稱取該天然堿樣品16.6g進(jìn)行如下實驗：
資料Ⅰ：碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱易分解為碳酸鈉、二氧化碳和水，而碳酸鈉比較穩(wěn)定，
加熱時不分解；
資料Ⅱ：圖中B處為兩個單向閥：推注射器時A₁關(guān)閉，A₂處打開；拉注射器時，A₁打開進(jìn)空氣，A₂關(guān)閉．
資料Ⅲ：裝置C、F、G中都是堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物）

【實驗步驟】①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；②反復(fù)推拉注射器；③稱量E、F的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應(yīng)不再進(jìn)行；⑤打開彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射器；⑥再次稱量E、F的質(zhì)量．
問題探究】
（1）儀器Y的名稱是硬質(zhì)玻璃管；
（2）實驗步驟①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；
（3）E中的藥品為濃硫酸（填名稱），目的是吸收水蒸氣，F(xiàn)的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被F吸收；
（4）實驗步驟②與③能否顛倒不能（填“能”或“不能”）． 若無裝置C，則所測得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）．若不進(jìn)行步驟⑤的操作，則所測得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?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殘留在裝置中的二氧化碳和水蒸氣充分被吸收．
（5）寫出裝置D中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{2}$CO₂↑（計量數(shù)用abc表示）

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
裝置E的質(zhì)量/g	100.0	102.25
裝置F的質(zhì)量/g	50.0	51.1

（6）通過右表數(shù)據(jù)，求得該天然堿化學(xué)式中a：b：c=2：1：2．（寫出過程，4分）

Answer 1

分析 【實驗步驟】
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
堿石灰能夠吸收二氧化碳和水蒸氣；
根據(jù)具體的情況可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計算．

解答 解：【實驗步驟】
①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；②反復(fù)推拉注射器；③稱量E、F的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應(yīng)不再進(jìn)行；⑤打開彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射器；⑥再次稱量E、F的質(zhì)量．
故填：檢查裝置的氣密性．
問題探究】
（1）儀器Y的名稱是硬質(zhì)玻璃管．
故填：硬質(zhì)玻璃管．
（2）實驗步驟①連接好裝置，先檢查裝置的氣密性．
故填：檢查裝置的氣密性．
（3）E中的藥品為濃硫酸，目的是吸收水蒸氣，F(xiàn)的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被F吸收．
故填：濃硫酸；吸收水蒸氣；吸收生成的二氧化碳；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被F吸收．
（4）實驗步驟②與③不能顛倒，如果顛倒，裝置中的水蒸氣和二氧化碳會被吸收，導(dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確；
若無裝置C，則推入的空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被濃硫酸、堿石灰吸收，導(dǎo)致所測得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
若不進(jìn)行步驟⑤的操作，反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳不能被完全吸收，導(dǎo)致所測得的碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小；
該操作中推注射器時緩緩的目的是使殘留在裝置中的二氧化碳和水蒸氣充分被吸收．
故填：不能；偏大；偏�。皇箽埩粼谘b置中的二氧化碳和水蒸氣充分被吸收．
（5）裝置D中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式為：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{2}$CO₂↑．
故填：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{2}$CO₂↑．
（6）解：生成的水的質(zhì)量：102.25g-100.0g=2.25g，
生成的二氧化碳質(zhì)量：51.1g-50.0g=1.1g，
設(shè)NaHCO₃質(zhì)量為x，其分解產(chǎn)生的水的質(zhì)量為y，
2NaHCO₃═Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
168            18  44
x              y   1.1g
$\frac{168}{x}$=$\frac{18}{y}$=$\frac{44}{1.1g}$，
x=4.2g，y=0.45g，
m（結(jié)晶水）=2.25g-0.45g=1.8g，
m（Na₂CO₃）=16.6g-4.2g-1.8g=10.6g，
a：b：c═$\frac{10.6g}{106}$：$\frac{4.2g}{84}$：$\frac{1.8g}{18}$=2：1：2，
故填：2：1：2．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．