Question

碳酸钠有两种化合物，碳酸钠（Na₂CO₃）和碳酸氢钠（NaHCO₃），其中碳酸钠最为重要，在工业上有广泛的应用．在生活中，碳酸氢钠是常用的发酵剂的主要成分．
完成下列计算：
①某天然碱的化学组成可能为aNa₂CO₃?bNaHCO₃?cH₂O（a、b、c为正整数），为了确定其成分：称取天然碱样品7.3g，充分加热后得到水的质量为0.9g，二氧化碳的质量为1.1g．
该天然碱的化学式为

 

．
②为了测定某发酵剂样品中碳酸氢钠的含量，取样品n克，充分灼烧以后，称的残留固体质量为m克（假设其他成分不分解）．
则样品中碳酸氢钠的含量：

 

（填含n、m的计算式）．
③已知酸性强弱顺序为：H₂CO₃＞HCO₃^-＞HX．取由0.4molNaX、0.2molNa₂CO₃和0.1molNaHCO₃组成的混合物，溶于200mL水中，往所得溶液中通入一定量的CO₂气体，反应明显分两步，完成下列表格．

CO2（mol）	0.05	0.15	0.6
NaX（mol）
Na2CO3（mol）
NaHCO3（mol）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：实验设计题

分析：①2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，二氧化碳的质量为1.1g，则n（NaHCO₃）=

1.1g

44g/mol

×2=0.05mol，充分加热后得到水的质量为0.9g，则化合物中水为

0.9g-0.0025mol×18g/mol

18g/mol

=0.025mol，则天然碱晶体中n（Na₂CO₃）=

7.3g-0.05mol×84g/mol-0.025mol×18g/mol

106g/mol

=0.025，则n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.025 mol：0.05 mol：0.025 mol=1：2：1；
②结合2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑及差量法计算；
③酸性强弱顺序为：H₂CO₃＞HCO₃^-＞HX，CO₂先发生反应NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃，再与Na₂CO₃反应，反应为Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，结合方程式计算．

解答： 解：①2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，二氧化碳的质量为1.1g，则n（NaHCO₃）=

1.1g

44g/mol

×2=0.05mol，充分加热后得到水的质量为0.9g，则化合物中水为

0.9g-0.0025mol×18g/mol

18g/mol

=0.025mol，则天然碱晶体中n（Na₂CO₃）=

7.3g-0.05mol×84g/mol-0.025mol×18g/mol

106g/mol

=0.025，则n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.025 mol：0.05 mol：0.025 mol=1：2：1，则天然碱的化学组成可能为Na₂CO₃?2NaHCO₃?H₂O，
故答案为：Na₂CO₃?2NaHCO₃?H₂O；
②取样品n克，充分灼烧以后，称的残留固体质量为m克，设碳酸氢钠为xg，则
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑ 质量差
 168         106              62
  x                           n-m
x=

168(n-m)

62

g，故答案为：

168(n-m)

62

；
③酸性强弱顺序为：H₂CO₃＞HCO₃^-＞HX，CO₂先发生反应NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃，再与Na₂CO₃反应，反应为Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，则
 NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃
0.05  0.05       0.05
显然此时0.35molNaX、0.2molNa₂CO₃和0.15molNaHCO₃，
NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃
0.15   0.15       0.15
显然此时0.25molNaX、0.2molNa₂CO₃和0.25molNaHCO₃，
NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃，
0.4  0.4          0.4
Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
0.2    0.2       0.4
显然此时0molNaX、0molNa₂CO₃和0.9molNaHCO₃，
故答案为：

CO2（mol）	0.05	0.15	0.6
NaX（mol）	0.35	0.25	0
Na2CO3（mol）	0.2	0.2	0
NaHCO3（mol）	0.15	0.25	0.9

．

点评：本题考查物质组成及含量测定，为高频考点，把握碳酸钠、碳酸氢钠的性质及发生的反应为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度较大．