Question

某天然堿（純凈物）可看作由CO₂和NaOH反應后的產物所組成。稱取天然堿樣品四份，溶于水后，分別逐滴加入相同濃度的鹽酸溶液30mL，產生CO₂的體積（標準狀況）如下表：

項目	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
鹽酸溶液的體積/mL	30	30	30	30
樣品/g	3.32	4.15	5.81	7.47
二氧化碳的體積/mL	672	840	896	672

（1）由第Ⅰ組數據中的CO₂體積與樣品質量之比，可以推測用2.49g樣品進行同樣的實驗時，產生CO₂多少毫升（標準狀況）。

（2）另取3.32g天然樣品于300℃加熱分解至完全（300℃時Na₂CO₃不分解），產生CO₂ 112mL（標準狀況）和水0.45g，計算并確定該天然堿的化學式。

（3）已知Na₂CO₃和HCI（aq）的反應分下列兩步進行：

Na₂CO₃＋HCl＝NaCl＋NaHCO₃

NaHCO₃＋HCL NaCl＋CO₂↑＋H₂O

由上表中第Ⅳ組數據求所用的HCI(aq)的濃度。

（4）依據上表所列數據以及天然堿的化學式，討論并確定上述實驗中CO₂（標準狀況）體積VmL與樣品質量Wg之間的關系式。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）由圖表知I組數據中樣品含量不足，所以有3.32:672=2.49:V(CO2)，V(CO2)=504mL。 （2）由題意可知，天然堿含NaHCO3、Na2CO3， n(NaHC)=2n()=2×mol=0.01mol， n()=mol－0.01mol=0.02mol n()＝mol＝0.02mol ∴  天然堿組成NaHCO3·2Na2CO3·2H2O （3）30mLHCl(aq)中所含HCl物質的量 n(HCl)=mol×2+mol=0.075mol c(HCl)=mol•L －1=2.5mol•L－1 （4）和30mL HCl(aq)完全反應的樣品的質量：×332g=4.98g 樣品中和鹽酸反應完全生成NaH時（沒有放出時），樣品的質量×332g＝12.45g 0＜W≤4.98，  V(CO2)=202.4W mL 或 V()=×3×22400 mL 4.98＜W＜12.45，  V(CO2)=(1680－134.94W) mL或V()=[0.075－×2]×22400mL 12.45≤W，  V(CO2)=0