Question

某天然碱的组成为xNa₂CO₃?yNaHCO₃?zH₂O将称取的4.56g样品于300℃加热分解至完全（300℃时Na₂CO₃不分解），得到残留固体3.71g，分解产生的气体通入足量饱和的澄清石灰水中，全部吸收后可得到0.500g沉淀．请计算：
（1）该样品中结晶水的质量分数；
（2）通过计算确定该天然碱的化学式．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：

分析：（1）固体减轻质量=NaHCO₃分解生成水和二氧化碳的质量+样品中H₂O的质量，根据生成碳酸钙的质量计算出二氧化碳的物质的量，然后根据碳酸氢钠的分解反应计算出碳酸氢钠分解生成水的质量，从而计算出样品中结晶水的质量，再计算出结晶水在样品中的质量分数；
（2）3.71g为碳酸氢钠分解生成的碳酸钠和该碱中原来含有的碳酸钠，根据二氧化碳的物质的量计算出碳酸氢钠分解生成的碳酸钠的物质的量，从而得出原碱中含有的碳酸钠的物质的量，根据三者物质的量比计算出x：y：z的比，即可得出该样品的化学式．

解答： 解：0.500g沉淀为碳酸钙沉淀，根据C原子守恒生成二氧化碳气体的物质的量为：n（CO₂）=n（CaCO₃）=

0.500g

100g/mol

=0.005mol，
即：4.56g样品分解产生的二氧化碳物质的量为0.005mol，
根据反应2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑可知，
        2mol           1mol 1mol
       0.01mol     0.005mol 0.005mol
4.56g样品中含有碳酸氢钠的物质的量为0.01mol，碳酸氢钠分解生成水、碳酸钠的物质的量都为0.005mol，
4.56g样品于300℃加热分解至完全（300℃时Na₂CO₃不分解），得到残留固体3.71g，固体减少的质量为二氧化碳和水的质量，则样品中含有结晶水的质量为：4.56g-3.71g-18g/mol×0.005mol-44g/mol×0.005mol=0.54g，结晶水的物质的量为：

0.54g

18g/mol

=0.03mol，
（1）样品中结晶水的质量分数为：

0.54g

4.56g

×100%=11.8%，
答：该样品中结晶水的质量分数为11.8%；
（2）3.71g为碳酸钠，碳酸钠的物质的量为：

3.71g

106g/mol

=0.035mol，
则样品中NaHCO₃分解生成0.005mol碳酸钠，则样品中碳酸钠的物质的量为：0.035mol-0.005mol=0.03mol，
所以：x：y：z=0.03mol：0.01：0.03mol=3：1：3，
则该天然碱的化学式为：3Na₂CO₃?NaHCO₃?3H₂O，
答：该天然碱的化学式为3Na₂CO₃?NaHCO₃?3H₂O．

点评：本题考查了有关化学方程式的计算，题目难度中等，明确加热前后固体质量变化为解答关键，注意掌握有关化学方程式计算的方法，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．