Question

碳酸鈉和碳酸氫鈉是重要的工業(yè)原料。某學生活動小組為探究它們的性質并測定某天然堿的成分進行了下述實驗。

Ⅰ.向Na₂CO₃溶液中滴入酚酞試液后溶液顯紅色，原因是(寫離子方程式)_________。向上述溶液中滴入過量的CaCl₂溶液，觀察到的現象是__________________。

Ⅱ.某天然堿的組成為aNa₂CO₃·bNaHCO₃·cH₂O(a、b、c為正整數)。現用下圖所示裝置(夾持儀器已略去)確定其組成，其中天然堿樣品質量為7.3 g。實驗時忽略裝置內空氣中的CO₂和水蒸氣。

請回答：

(1)在用托盤天平稱量樣品時，如果天平指針向左偏轉，說明_______________________。

(2)NaHCO₃受熱分解的化學反應方程式為________________________________________。

(3)E處堿石灰的作用是__________________________________________________。

(4)反應停止后打開活塞K，緩緩鼓入空氣數分鐘，該步驟的目的是__________________。

(5)實驗結束后稱得洗氣瓶C質量增加0.9 g，U形管D質量增加1.1 g，則該天然堿的化學式為_________________________________。

Answer 1

Ⅰ.+H₂O+OH^-  產生白色沉淀，且溶液紅色褪去

Ⅱ.(1)樣品重于砝碼

(2)2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑(條件加熱)

(3)防止空氣中的CO₂和水蒸氣進入U形管D中

(4)使反應產生的CO₂和水蒸氣被充分吸收

(5)Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O

解析：Ⅰ.+H₂O+OH^-，酚酞試液顯紅色，加過量CaCl₂，Ca²⁺+CaCO₃↓，溶液紅色褪去.

Ⅱ.該實驗通過測天然堿受熱分解生成的CO₂和H₂O的質量，確定天然堿的成分.

洗氣瓶C吸收樣品分解生成的H₂O，U形管D吸收NaHCO₃分解生成的CO₂.

(5)m_總(H₂O)=0.9 g，m(CO₂)=1.1 g

2NaHCO₃        CO₂↑+H₂O+Na₂CO₃

  2×84 g                   44 g   18 g

m(NaHCO₃)=4.2 g    1.1 g   m′(H₂O)=0.45 g

所以7.3 g樣品m(Na₂CO₃)=7.3 g-4.2 g-(0.9 g-0.45 g)=2.65 g.

a：b：c==1：2：1

即天然堿的化學式為Na₂CO₃·2NaHCO₃·H₂O.