Question

将NaHCO₃和NaCO₃的粉末混合物若干克，加热完全反应，将生成的气体通入20℃的饱和石灰水539克．反应完全后生成白色沉淀物1g，在加热后的残留物中加入足量的HCL，在标准状况下生成气体1.12L，求原混合物中NaHCO₃和NaCO₃的可能物质的量之比．[Ca（0H）₂在20℃时的溶解度为0.165g]．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：白色沉淀为碳酸钙，根据n=

m

M

计算出碳酸钙的物质的量；根据该温度下氢氧化钙的溶解度计算出539g氢氧化钙溶液中含有的氢氧化钙的物质的量，根据计算结果可知氢氧化钙的物质的量大于碳酸钙，所以碳酸氢钠分解生成的二氧化碳可能部分过量，有可能不足，然后分别根据二氧化碳过量、二氧化碳不足讨论计算出原混合物中NaHCO₃和NaCO₃的可能物质的量之比．

解答： 解：Ca（0H）₂在20℃时的溶解度为0.165g，则该温度下539g氢氧化钙饱和溶液中溶质质量为：539g×

0.165g

100g+0.165g

=0.888g，含有氢氧化钙的物质的量为：

0.888g

74g/mol

≈0.012mol，
残留物为碳酸钠，残留的碳酸钠与足量盐酸反应生成的二氧化碳的物质的量为：

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根据反应Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑可知，反应后残留物碳酸钠的物质的量为：0.05mol，
当碳酸氢钠分解生成二氧化碳过量时，二氧化碳与氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和碳酸氢钙，其中碳酸钙的物质的量为：

1g

100g/mol

=0.01mol，则碳酸氢根离子的物质的量为：0.012mol-0.01mol=0.002mol，根据C原子守恒，原混合物中碳酸氢钠的物质的量为：0.01mol+0.002mol×2=0.014mol，根据反应2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑可知，碳酸氢钠分解生成的碳酸钠的物质的量为：0.014mol×2=0.028mol，则原混合物中碳酸钠的物质的量为：0.05mol-0.028mol=0.022mol，原混合物中NaHCO₃和NaCO₃的物质的量之比为：0.028mol：0.022mol=14：11；
当碳酸氢钠分解生成的二氧化碳不足时，二氧化碳与氢氧化钙反应完全生成碳酸钙，则碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的物质的量为0.01mol，碳酸氢钠的物质的量为0.02mol，碳酸氢钠分解生成的二氧化碳为0.01mol，则原混合物中碳酸钠的物质的量为：0.05mol-0.01mol=0.04mol，原混合物中NaHCO₃和NaCO₃的物质的量之比为：0.01mol：0.04mol=1：4，
答：原混合物中NaHCO₃和NaCO₃的可能物质的量之比为14：11或1：4．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，该题中需要通过讨论判断碳酸氢钠分解生成二氧化碳的量，为易错点，明确发生反应原理为解答关键．