Question

18．有一種白色粉末是無水碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，稱取0.442g灼燒至恒重，把放出的氣體通入足量澄清石灰水中，生成0.2g沉淀，灼燒后的殘渣能與30mL鹽酸恰好完全反應(yīng)．
試求：
（1）原混合物中無水碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）加熱無水碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成0.2g碳酸鈣，根據(jù)n=$\frac{m}{n}$計算碳酸鈣的物質(zhì)的量，利用碳元素守恒計算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算原混合物中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計算碳酸鈉的質(zhì)量；
（2）灼燒后的殘渣為碳酸鈉，能與30mL鹽酸恰好完全反應(yīng)生成NaCl，根據(jù)鈉離子守恒n（NaCl）=2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃），根據(jù)氯離子守恒有n（HCl）=n（NaCl），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算鹽酸的濃度．

解答 解：（1）0.2g碳酸鈣的物質(zhì)的量為$\frac{0.2g}{100g/mol}$=0.002mol，根據(jù)碳元素守恒可知，n（CO₂）=n（CaCO₃）=0.002mol，加熱無水碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，由方程式可知，
n（NaHCO₃）=2n（CO₂）=0.002mol×2=0.004mol，故碳酸氫鈉的質(zhì)量為0.004mol×84g/mol=0.336g，
故碳酸鈉的質(zhì)量為0.442g-0.336g=0.106g，所以原混合物中無水碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.106g}{0.442g}×100%$=23.98%，
答：原混合物中無水碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.98%；
（2）原混合物中n（NaHCO₃）=0.004mol，n（Na₂CO₃）=$\frac{0.106g}{106g/mol}$=0.001mol，灼燒后的殘渣為碳酸鈉，能與30mL鹽酸恰好完全反應(yīng)生成NaCl，根據(jù)鈉離子守恒n（NaCl）=2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃），根據(jù)氯離子守恒有n（HCl）=n（NaCl），故n（HCl）=n（NaCl）=2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃）=0.001mol×2+0.004mol=0.006mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.006mol}{0.03L}$=0.2mol/L，
答：鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L．

點評 本題考查混合物的有關(guān)計算，難度不大，清楚發(fā)生的反應(yīng)是關(guān)鍵，注意根據(jù)元素守恒進(jìn)行的計算．