(2011•奉贤区一模)自然界存在某天然碱(纯净物)的化学组成可表示为aNa2CO3•bNaHCO3•cH2O(a、b、

(2011•奉贤区一模)自然界存在某天然碱(纯净物)的化学组成可表示为aNa2CO3•bNaHCO3•cH2O(a、b、c 为正整数).现称取不同质量的天然碱样品,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30.0ml,产生CO2 的体积(标准状况)如图所示.
(1)若用2.49g样品进行同样的实验时,产生CO2______mL(标准状况).
(2)另取3.32g天然碱样品于3000C加热分解至完全(3000C 时Na2CO3 不分解)产生CO2 112ml(标准状况)和水0.450g,试通过计算确定该天然碱的化学式.
(3)实验所用盐酸的物质的量浓度是多少?
(4)若在上述某次实验中,收集到336ml(标准状况)的气体,该此实验中称取天然碱样品的质量可能是多少?
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解题思路:(1)由图象可知,m(样品)≤4.98g时,样品质量与CO2体积成正比;
(2)根据元素守恒计算;
(3)当4.98g≤m(样品)≤12.45g时,30mL盐酸全部参加反应.其中m(样品)=4.98g时,样品中Na2CO3、NaHCO3都恰好生成CO2;m(样品)=12.45g时,样品中Na2CO3恰好生成NaHCO3
(4)收集到336ml气体时,可能存在两种情况:①盐酸过量,②天然碱过量,结合方程式计算.

解析:题中图示表示将30mL盐酸逐滴加入样品溶液中,所加样品质量与生成CO2的体积(标准状况)的关系.
(1)m(样品)≤4.98g时,样品质量与CO2体积成正比.设2.49g样品反应生成CO2的体积为V,则[2.49g/V=
3.32g
672ml],V=504mL,故答案为:504;
(2)3.32g样品中,n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×[0.112L/22.4L/mol]=0.01mol,
n(H2O)=[0.45g−0.005mol×18g/mol/18g/mol]=0.02mol.
由碳元素守恒得:
n(Na2CO3)=[0.672L/22.4L/mol]-0.01mol=0.02mol,则n(Na2CO3):n(NaHCO3):n(H2O)=0.02mol:0.01mol:0.02mol=2:1:2.
故该天然碱的组成为:2Na2CO3・NaHCO3・2H2O.
答:该天然碱的组成为:2Na2CO3・NaHCO3・2H2O.
(3)当4.98g≤m(样品)≤12.45g时,30mL盐酸全部参加反应.其中m(样品)=4.98g时,样品中Na2CO3、NaHCO3都恰好生成CO2;m(样品)=12.45g时,样品中Na2CO3恰好生成NaHCO3.任一情形用于计算盐酸浓度都很方便.
样品质量为4.98g时,反应式为:
2Na2CO3・NaHCO3・2H2O+5HCl=5NaCl+3CO2↑+5H2O
由以上可知,消耗n(HCl)=[4.98g/332g/mol]×5=0.075mol,c(HCl)=[0.075mol/0.03L]=2.5mol/L,
答:实验所用盐酸的物质的量浓度是2.5mol/L.
(4)收集到336ml气体时,可能存在两种情况:①盐酸过量,②天然碱过量,
①盐酸过量时,设天然碱的质量为x,
则[x/336ml=
3.32g
672ml],x=1.16g;
②天然碱过量时,设需要ymol天然碱,
则含有2ymolNa2CO3,ymolNaHCO3,发生反应有:
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl=CO2↑+NaCl+H2O
则:2y+[0.336L/22.4L/mol]=0.03L×2.5mol/L
y=0.03mol,
则m(2Na2CO3••NaHCO3•2H2O)=0.03mol×332g/mol=9.96g.
答:盐酸过量时1.66克; 天然碱过量时9.96克

点评:
本题考点: 化学方程式的有关计算;物质的量的相关计算;复杂化学式的确定.

考点点评: 本题主要考查了图象数据的分析和应用能力,化学实验的结果常以图象的形式表示,看图用图是基本的化学能力之一,题目难度较大,注意根据图象结合反应的化学方程式计算.

1年前

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