Question

已知：①NaOH+NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O↑    ②2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O↑
现有由氢氧化钠、碳酸氢钠和与其它物质不反应、受热也只不分解的杂质组成的固体混合物17.110克，放入密闭容器中加热，经充分反应后，将容器中的气体通入过量的澄清石灰水中得到白色沉淀2.500克；当容器中的残留固体冷却到室温后全部溶于水制成50毫升溶液，恰好可与含HCl 9.125克的盐酸25毫升中和至中性．求原混合物中杂质的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：利用产生的二氧化碳与澄清石灰水反应生成沉淀的质量，可求出受热分解的碳酸氢钠分解产生二氧化碳的质量，然后利用碳酸氢钠分解的化学方程式，由分解产生二氧化碳的质量可求出受热分解的碳酸氢钠的质量及反应产生碳酸钠的质量；
利用与碳酸钠反应消耗HCl的质量计算出残留固体中碳酸钠的质量，其中除碳酸氢钠受热分解产生的碳酸钠外，剩余的则为氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠的质量，由此部分碳酸钠的质量，根据氢氧化钠与碳酸氢钠反应的化学方程式求出混合物中所含氢氧化钠及部分碳酸氢钠的质量；
经过以上计算，利用混合物质量减去氢氧化钠的质量及碳酸氢钠的质量，即可求得混合物中杂质的质量，从而求出原混合物中杂质的质量分数．
解答：解：由题意可知NaHCO₃过量，NaOH与CO₂反应和Na0H与 NaHCO₃直接反应所生成的Na₂CO₃总质量是不变的，取NaHCO₃计算更简便，有关反应如下：
NaOH+NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O      ①
2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂0↑  ②
CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃++H₂0   ③
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ ④
（1）设反应②分解的NaHCO₃质量为x，分解产生的Na₂CO₃质量为y，由②③有：
2NaHCO₃～Na₂CO₃～CaCO₃    
 2×84    106    100
  x        y    2.500克  
=  x=4.200g
 =  y=2.650g
（2）设残留物中Na₂CO₃的总质量为z，由①有
Na₂CO₃～2HCl   
106      73
z      9.125g
=  z=13.250g
反应①产生的Na₂CO₃质量为 13.250g一2.65Og=1O.600g，l0.600gNa₂CO₃是原混合物中的NaOH（设质量为w）和除发生分解反应之外的NaHCO₃（设质量为x′）恰好反应生成的，它们的质量关系是：
NaOH～NaHCO₃～Na₂CO₃
 46     84     106
 w      x′10.600g
=  w=4.000g
=  x'=8.400g
原混合物中杂质的质量分数=×100%=2.980%     
答：原混合物中杂质的质量分数为2.980%．
点评：本题涉及的反应较多，计算时会比较复杂，因此可根据有关反应的化学方程式确定相关物质的质量关系，简化计算过程．