Question

今有碱金属的两种碳酸盐和碱土金属（Mg、Ca等二价金属）的一种不溶性碳酸盐组成的混合物。取7.560 g该混合物与过量盐酸完全反应，放出CO₂体积为1.344 L（标准状况）。另取等质量的原混合物加水搅拌，可滤出不溶性盐1.420 g。取过滤后滤液的体积，向其中缓慢滴加浓度为0.2500 mol/L的盐酸，并同时记录放出的CO₂的体积（标准状况）和消耗盐酸的体积，得到如图所示的曲线。通过计算，确定这两种碱金属碳酸盐的化学式。

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)按图分析，碱金属碳酸盐中：     n(CO)=0.2500×0.012×10=0.03(mol)，     n(HCO)=×－0.03=0.02(mol)。     由滤出的1.420 g不溶物(碱土金属难溶盐)可计算出两种碱金属碳酸盐的质量为：     7.56－1.42=6.14(g)。 (2)设碱金属的两种碳酸盐中碱金属元素的相对原子质量为x和y，则：     (2x+60)×0.03+(y+61)×0.02=6.14，     (2y+60)×0.03+(x+61)×0.02=6.14。     经整理，得：2x+y=156，x+3y=156。     显然，x=y，解之，x=y=39。此相对原子质量是钾元素的数据，不可能是其他碱金属（Li、Na、Rb、Cs、Fr）。 (3)所以两种碱金属的碳酸盐，一种为K2CO3(0.03 mol)，另一种为KHCO3(0.02 mol)。

提示：

7.560 g混合物与足量盐酸反应后放出1.344 L CO2，可知总的混合物中碳酸盐的物质的量为：n=1.344/22.4=0.06(mol)。     由图分析知，开始加盐酸时并未放出CO2，至加到12 mL盐酸后才逸出CO2，可见加入12 mL盐酸之前反应为：H++CO=HCO     其后，由加12 mL至32 mL（共20 mL）盐酸均有放出，反应为：HCO+H+=↑+     据此，由前12 mL耗酸量可求出碱金属碳酸盐的物质的量，由总与CO物质的量之差求得HCO的碱金属酸式盐的物质的量。此后由题给数据求出碱金属的相对原子质量，最后得解。