Question

某种天然碱样品的化学式可以用xNaHCO₃?yNa₂CO₃?zH₂O表示（式中x、y、z是最简整数比）．取50克某一浓度的盐酸与3.32克样品充分反应，能生成1.32克CO₂气体．
（1）若改用1.66克样品与50克这种盐酸反应，能生成多少克CO₂？
（2）另取3.32克样品在300℃下加热至完全分解（已知Na₂CO₃在300°C时不会分解），能产生0.22克CO₂和0.45克H₂O，试确定该样品的化学式．
（3）写出这种天然碱与盐酸完全反应的化学方程式．若6.64克天然碱样品与50克该盐酸充分反应时放出的CO₂最多，求该盐酸的溶质质量分数．

Answer 1

分析：（1）“1.32g÷3.32g”得出1克样品充分反应能生成二氧化碳的质量，然后再乘以1.66g计算出1.66克样品与50克这种盐酸反应，能生成二氧化碳的质量；
（2）利用NaHCO₃分解的化学方程式和生成二氧化碳的质量，列出比例式，就可计算出样品中NaHCO₃质量和NaHCO₃分解生成水的质量；产生的0.45克H₂O=NaHCO₃分解生成水的质量+样品中H₂O的质量，则样品中H₂O的质量=0.45克-NaHCO₃分解生成水的质量；然后根据“样品质量-NaHCO₃质量-H₂O质量”计算出样品中Na₂CO₃的质量；然后根据它们的相对分子质量比等于实际质量比计算出x：y：z的比，即可得出该样品的化学式；
（3）①这种天然碱与盐酸反应，生成氯化钠、水和二氧化碳；
②利用这种天然碱与盐酸反应的化学方程式和天然碱的质量，列出比例式，就可计算出完全反应的HCl的质量，然后根据“溶质质量分数=

溶质质量

溶液质量

×100%”计算即可．

解答：解：（1）1.32g÷3.32g×1.66g=0.66g；
（2）设样品中NaHCO₃质量为a，生成水的质量为b，
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
168               18  44
a                 b  0.22g
∴

168

44

=

a

0.22g

，

18

44

=

b

0.22g

，
∴a=

0.22g×168

44

=0.84g，
∴b=

0.22g×18

44

=0.09g，
则样品中H₂O的质量为：0.45g-0.09g=0.36g；
样品中Na₂CO₃的质量为：3.32g-0.84g-0.36g=2.12g；
∴xNaHCO₃?yNa₂CO₃?zH₂O中xNaHCO₃：yNa₂CO₃：zH₂O=84x：106y：18z=0.84g：2.12g：0.36g，
∴x：y：z=1：2：2；
故可判断该样品的化学式为：NaHCO₃?2Na₂CO₃?2H₂O；
（3）①这种天然碱与盐酸完全反应的化学方程式为：NaHCO₃?2Na₂CO₃?2H₂O+5HCl=5NaCl+3CO₂↑+5H₂O；
②设与6.64克天然碱样品完全反应的HCl的质量为c，
NaHCO₃?2Na₂CO₃?2H₂O+5HCl=5NaCl+3CO₂↑+5H₂O
332                182.5
6.64g               c
∴

332

182.5

=

6.64g

c

∴c=

6.64g×182.5

332

=3.65g；
则该盐酸的溶质质量分数为：

3.65g

50g

×100%=7.3%．
答：（1）若改用1.66克样品与50克这种盐酸反应，能生成0.66克CO₂；
（2）该样品的化学式为：NaHCO₃?2Na₂CO₃?2H₂O；
（3）这种天然碱与盐酸完全反应的化学方程式为NaHCO₃?2Na₂CO₃?2H₂O+5HCl=5NaCl+3CO₂↑+5H₂O；该盐酸的溶质质量分数为7.3%．

点评：本题主要考查学生利用化学方程式和溶质质量分数公式进行计算的能力．本题的步骤比较繁杂，学生在答题时要认真分析数量关系，理清解题思路，细心计算，才能正确解答．