Question

6．己知反应：Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，将二氧化硅和碳酸氢钠的混合物 14.4g在高温下加热到固体质量不再改变，冷却后称量为9.1g．另取1.44g的混合物放入l00mL盐酸中恰好反应，溶液呈中性（假设CO₂完全逸出）．则
（1）原混合物中二氧化硅的质量是6克
（2）该盐酸的pH为1．

Answer 1

分析 （1）NaHCO₃会分解，生成Na₂CO₃，H₂O和CO₂，生成的Na₂CO₃与SiO₂在高温下反应生成Na₂SiO₃和CO₂，综合以上看整个反应过程，根据差量法确定混合物中SiO₂的量；
（2）混合物中只有NaHCO₃能与盐酸反应，根据第（1）题中得到的混合物中的混合物比例关系，结合反应关系确定盐酸的浓度，继而确定盐酸的pH．

解答 解：（1）混合物为NaHCO₃和SiO₂，在较高温度下，NaHCO₃NaHCO₃分解，发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，高温下，Na₂CO₃与SiO₂发生反应：Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，综合以上过程，发生的总反应为：2NaHCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+H₂O+2CO₂↑△m=106，
分情况讨论，若原混合物中SiO₂过量，则反应按NaHCO₃完全反应计算，因此原混合物中NaHCO₃的质量为$\frac{（14.4g-9.1g）×2×84}{106}=8.4g$，则原混合物中SiO₂的质量为14.4g-8.4g=6g，剩余的9.1g应为反应剩余的SiO₂和反应生成的Na₂SiO₃，再经过加热质量不会改变；
若原混合物中NaHCO₃过量，则反应按SiO₂完全反应计算，因此原混合物中SiO₂的质量为$\frac{（14.4g-9.1g）×60}{106}=3g$，此时反应相当于进行了到了反应产物为Na₂SiO₃和NaHCO₃，若继续加热，NaHCO₃还会分解，因此剩余质量不再是9.1g，这种情况不成立，舍去．
故答案为：6．
（2）另取1.44g混合物与100mL盐酸恰好反应，混合物中只有NaHCO₃能与盐酸反应，反应为：$HC{O}_{3}^{-}+{H}^{+}=C{O}_{2}↑+{H}_{2}O$，溶液呈中性，二者恰好按1：1完全反应，并且假设CO₂完全逸出，原混合物中每14.4g的混合物中，SiO₂的含有6g，NaHCO₃含有8.4g，当取1.44g这样的混合物时，其中含有NaHCO₃的质量应为0.84g，则$n（HC{O}_{3}^{-}）=\frac{0.84g}{84g/mol}=0.01mol$，则根据反应关系，100mL盐酸中，$n（{H}^{+}）=n（HC{O}_{3}^{-}）=0.01mol$，则$c（{H}^{+}）=\frac{0.01mol}{0.1L}=0.1mol/L$，所以盐酸的pH=-lgc（H⁺）=1．故答案为：1．

点评 本题主要考察化学反应方程式的计算，需思考到混合物中反应的过量问题，并分类讨论，题目难度中等，是中档题．