Để xác định công thức của một khoáng vật X, người ta tiến hành các thí nghiệm sau:
– Thí nghiệm 1: Cho 14,3 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch axit HCl thu được 1,2395 lit (ở điều kiện chuẩn) khí Y không màu, không mùi, làm đục nước vôi trong nhưng không làm mất màu nước brom.
– Thí nghiệm 2: Nung nóng m gam X ở 200°C thu được 53m/143 gam chất rắn Z (chỉ chứa một chất), hỗn hợp gồm khí và hơi không màu, không mùi. Nếu tiếp tục nung nóng Z ở nhiệt độ cao hơn thì khối lượng vẫn không đổi. Lấy 3,18 gam Z cho tác dụng với lượng dư dung dịch axit HCl thu được 0,7437 lit khí Y (ở điều kiện chuẩn).
Xác định công thức phân tử của X.
Khí Y không màu, không mùi, làm đục nước vôi trong nhưng không làm mất màu dung dịch Br2 —> Y là CO2.
Z + HCl —> nCO2 = 0,03 mol
Z là một loại muối carbonate, phân tử Z có z nguyên tử C —> nZ = 0,03/z mol
—> MZ = 3,18z/0,03 = 106z
—> Chọn z = 1, MZ = 106: Z là Na2CO3
Nhiệt phân khoáng vật X tạo Na2CO3 nên X có thể chứa NaHCO3, Na2CO3 và H2O. Đặt nNaHCO3 = a; nNa2CO3 = b và nH2O = c
—> 84a + 106b + 18c = 14,3 (1)
Thí nghiệm 1 —> nCO2 = a + b = 0,05 (2)
Khi nung X: H2O thoát ra và NaHCO3 bị phân hủy
2NaHCO3 (t°) —> Na2CO3 + CO2 + H2O
nNa2CO3 sau khi nung 14,3 gam X là:
nNa2CO3 = 0,5a + b = [53.14,3/143]/106 (3)
(1)(2)(3) —> a = 0; b = 0,05; c = 0,5
—> b : c = 1 : 10
Khoáng vật là Na2CO3.10H2O