Question

4．有一种白色粉末是无水碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，称取0.442g灼烧至恒重，把放出的气体通入足量澄清石灰水中，生成0.200g沉淀，灼烧后的残渣能与30mL盐酸恰好完全反应得到氯化钠溶液．试求：（计算要求有必要的过程，否则不给分）
（1）写出碳酸氢钠受热分解的方程式：
（2）求混合物中碳酸钠的质量
（3）所用盐酸的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，根据反应物、生成物及反应条件书写方程式；
（2）灼烧时固体质量减少，减少的质量相当于碳酸质量，将放出的气体通入足量澄清石灰水中，生成沉淀为CaCO₃，n（CaCO₃）=$\frac{0.200g}{100g/mol}$=0.002mol，根据C原子守恒及方程式计算n（NaHCO₃），根据m=nM计算碳酸氢钠质量，从而得到碳酸钠离子；
（3）灼烧时固体质量减少，减少的质量相当于碳酸质量，根据C原子守恒计算碳酸质量，剩余质量相当于灼烧后碳酸钠质量，根据碳酸钠和稀盐酸之间的关系式计算c（HCl）．

解答 解：（1）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，根据反应物、生成物及反应条件书写方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，答：碳酸氢钠分解反应方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）灼烧时固体质量减少，减少的质量相当于碳酸质量，将放出的气体通入足量澄清石灰水中，生成沉淀为CaCO₃，n（CaCO₃）=$\frac{0.200g}{100g/mol}$=0.002mol，根据C原子守恒及方程式得n（CaCO₃）=n（CO₂）=$\frac{1}{2}$n（NaHCO₃）=0.002mol，则n（NaHCO₃）=0.004mol，根据m（NaHCO₃）=nM=0.004mol×84g/mol=0.336g，碳酸钠质量=0.442g-0.336g=0.106g，
答：混合物中碳酸钠的质量是0.106g；
（3）灼烧时固体质量减少，减少的质量相当于碳酸质量，根据C原子守恒计算n（CaCO₃）=n（CO₂）=n（H₂CO₃）=0.002mol，则灼烧固体减少的质量=0.002mol×62g/mol=0.124g，剩余质量就是灼烧后碳酸钠质量=0.442g-0.124g=0.318g，根据碳酸钠和稀盐酸之间的关系式n（HCl）=2n（Na₂CO₃）=$\frac{0.318g}{106g/mol}$×2=0.006mol，c（HCl）=$\frac{0.006mol}{0.03L}$=0.2mol/L，
答：盐酸的物质的量浓度为0.2mol/L．

点评 本题考查混合物的有关计算，为高频考点，明确发生的反应及各个物理量之间的关系是解本题关键，注意原子守恒的灵活运用，题目难度不大．