Question

5．ⅠA族金属元素（R）组成的两种碳酸盐R₂CO₃与RHCO₃的混合物6.14g，加水溶解后，取所得溶液的十分之一，向其中缓缓加入一定浓度的稀盐酸，并同时记录放出CO₂的体积（已折算成标准状况下的体积）和消耗稀盐酸的体积，得到如图所示的曲线．
试计算：
（1）原混合物中碳元素的物质的量为0.05mol．
（2）确定R的元素符号为K．
（3）所滴加盐酸的物质的量浓度0.25mol•L^-1．

Answer 1

分析 RHCO₃和R₂CO₃，与稀盐酸反应的化学方程式分别是RHCO₃+HCl═RCl+H₂O+CO₂↑、R₂CO₃+HCl═RHCO₃+RCl，再根据提供的数据可以进行相关方面的计算；（1）根据碳元素守恒及生成二氧化碳的量计算出混合物中含碳量；
（2）计算出混合物的平均摩尔质量，然后判断碱金属名称，从而可确定两种碳酸盐的化学式；
（3）根据两种碳酸盐的质量、物质的量列式计算出消耗氯化氢的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算出滴加的盐酸的浓度．

解答 解：（1）根据质量守恒可知：n（C）=n（CO₂）=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，所以原混合物中碳元素的物质的量为：0.05mol，故答案为：0.05mol；
（2）混合物的平均摩尔质量M=$\frac{6.14g}{0.005mol×10}$=122.8g/mol，
若M（M₂CO₃）=122.8 g/mol，则M（M）=31.4g/mol，
若M（MHCO₃）=122.8 g/mol，则M（M）=61.8g/mol，
即：31.4g/mol＜M（K）＜61.8g/mol，
所以碱金属元素是钾元素，故答案为：K；
（3）碳酸盐的总物质的量为：n（K₂CO₃）+n（KHCO₃）=0.05 mol，
质量为：n（K₂CO₃）×138 g/mol+n（KHCO₃）×100 g/mol=6.14 g，
解得：n（K₂CO₃）=0.03mol、n（KHCO₃）=0.02 mol，
则：n（K₂CO₃）～n（CO₂）～2n（HCl）          n（KHCO₃）～n（CO₂）～n（HCl）
              0.03 mol   0.03mol   0.06 mol                        0.02 mol    0.02 mol   0.02 mol
所以消耗盐酸的总物质的量为：n（HCl）=0.06 mo+0.02mol=0.08 mol，
则所滴加盐酸的物质的量浓度为：c（HCl）=$\frac{0.08mol}{0.32L}$=0.25mol/L，
故答案为：0.25 mol•L^-1．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒法、极值法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．