Question

4．我国青海湖采集的天然碱样品可表示为aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O（a、b、c为最简整数比）．某实验小组为测定其组成，称取该天然碱样品16.6g进行如下实验：
资料Ⅰ：碳酸氢钠不稳定，加热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水，而碳酸钠比较稳定，
加热时不分解；
资料Ⅱ：图中B处为两个单向阀：推注射器时A₁关闭，A₂处打开；拉注射器时，A₁打开进空气，A₂关闭．
资料Ⅲ：装置C、F、G中都是碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物）

【实验步骤】①连接好装置，先检查装置的气密性；②反复推拉注射器；③称量E、F的质量；④关闭弹簧夹，加热D处试管直到反应不再进行；⑤打开弹簧夹，再次反复缓缓推拉注射器；⑥再次称量E、F的质量．
问题探究】
（1）仪器Y的名称是硬质玻璃管；
（2）实验步骤①连接好装置，先检查装置的气密性；
（3）E中的药品为浓硫酸（填名称），目的是吸收水蒸气，F的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气被F吸收；
（4）实验步骤②与③能否颠倒不能（填“能”或“不能”）． 若无装置C，则所测得的碳酸氢钠质量分数偏大（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．若不进行步骤⑤的操作，则所测得的碳酸氢钠质量分数偏小（填“偏大”、“偏小”、“无影响”），该操作中推注射器时缓缓的目的是使残留在装置中的二氧化碳和水蒸气充分被吸收．
（5）写出装置D中发生的化学反应化学方程式aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{b}{2}$CO₂↑（计量数用abc表示）

	反应前	反应后
装置E的质量/g	100.0	102.25
装置F的质量/g	50.0	51.1

（6）通过右表数据，求得该天然碱化学式中a：b：c=2：1：2．（写出过程，4分）

Answer 1

分析 【实验步骤】
凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；
浓硫酸能够吸收水蒸气；
碱石灰能够吸收二氧化碳和水蒸气；
根据具体的情况可以进行相关方面的判断；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：【实验步骤】
①连接好装置，先检查装置的气密性；②反复推拉注射器；③称量E、F的质量；④关闭弹簧夹，加热D处试管直到反应不再进行；⑤打开弹簧夹，再次反复缓缓推拉注射器；⑥再次称量E、F的质量．
故填：检查装置的气密性．
问题探究】
（1）仪器Y的名称是硬质玻璃管．
故填：硬质玻璃管．
（2）实验步骤①连接好装置，先检查装置的气密性．
故填：检查装置的气密性．
（3）E中的药品为浓硫酸，目的是吸收水蒸气，F的作用是吸收生成的二氧化碳，G的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气被F吸收．
故填：浓硫酸；吸收水蒸气；吸收生成的二氧化碳；防止空气中的二氧化碳和水蒸气被F吸收．
（4）实验步骤②与③不能颠倒，如果颠倒，装置中的水蒸气和二氧化碳会被吸收，导致实验结果不准确；
若无装置C，则推入的空气中的水蒸气和二氧化碳会被浓硫酸、碱石灰吸收，导致所测得的碳酸氢钠质量分数偏大；
若不进行步骤⑤的操作，反应生成的水蒸气和二氧化碳不能被完全吸收，导致所测得的碳酸氢钠质量分数偏小；
该操作中推注射器时缓缓的目的是使残留在装置中的二氧化碳和水蒸气充分被吸收．
故填：不能；偏大；偏小；使残留在装置中的二氧化碳和水蒸气充分被吸收．
（5）装置D中发生的化学反应化学方程式为：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{b}{2}$CO₂↑．
故填：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$$\frac{2a+b}{2}$Na₂CO₃+$\frac{b+2c}{2}$H₂O+$\frac{b}{2}$CO₂↑．
（6）解：生成的水的质量：102.25g-100.0g=2.25g，
生成的二氧化碳质量：51.1g-50.0g=1.1g，
设NaHCO₃质量为x，其分解产生的水的质量为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（结晶水）=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．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．