Question

18．碳酸氢纳俗称“小苏打”，是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物，可用作膨松剂，制酸剂，灭火剂等．工业上用纯碱溶液碳酸化制取碳酸氢钠．
（1）某碳酸氢钠样品中含有少量氯化钠．称取该样品，用0.1000mol/L盐酸滴定，耗用盐酸20.00mL．若改用0.05618mol/L硫酸滴定，需用硫酸17.80mL（保留两位小数）．
（2）某溶液组成如表一：
表一

化合物	Na2CO3	NaHCO3	NaCl
质量（kg）	814.8	400.3	97.3

向该溶液通入二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体．取出晶体后溶液组成如表二：
表二

化合物	Na2CO3	NaHCO3	NaCl
质量（kg）	137.7	428.8	97.8

计算析出的碳酸氢钠晶体的质量（保留1位小数）．
（3）将组成如表二的溶液加热，使碳酸氢钠部分分解，溶液中NaHCO₃的质量由428.8kg降为400.3kg，补加适量碳酸钠，使溶液组成回到表一状态．计算补加的碳酸钠质量（保留1位小数）．
（4）某种由碳酸钠和碳酸氢钠组成的晶体452kg溶于水，然后通入二氧化碳，吸收二氧化碳44.8L（标准状况），获得纯的碳酸氢钠溶液，测得溶液中含碳酸氢钠504kg．通过计算确定该晶体的化学式．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸氢钠样品消耗的氢离子物质的量相等，计算出消耗硫酸的体积；
（2）先求出通入二氧化碳消耗的碳酸钠的质量，然后根据反应计算出生成的碳酸氢钠的质量，再计算析出的碳酸氢钠的质量；
（3）根据碳酸氢钠减少的质量，计算出生成的碳酸钠的质量，再用814.8kg减掉现有的碳酸钠质量，就是需要添加的碳酸钠质量；
（4）先根据二氧化碳的体积计算出生成的碳酸氢钠和反应的碳酸钠质量，反应后溶液中含碳酸氢钠504kg，减掉生成的碳酸氢钠，得到原晶体中的碳酸氢钠质量，最后计算出水的质量，就可以求出晶体的化学式．

解答 解：（1）样品消耗盐酸中的氢离子的物质的量是：n（H⁺）=0.1000mol/L×0.020L=0.002mol，需要0.05618mol/L的硫酸的体积为：$\frac{0.002mol}{2×0.05618mol•L{\;}^{-1}}$≈17.80mL，
故答案是：17.80；
（2）设生成的碳酸氢钠质量为m，向溶液中通入二氧化碳，发生了反应：Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，反应消耗的碳酸钠的质量是：814.8kg-137.7kg=677.1kg
Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
106              168
677.1kg          m
m=$\frac{677.1kg×168}{106}$≈1073.1kg
则析出的碳酸氢钠晶体的质量：1073.1+400.3-428.8=1044.6 kg
答：析出的碳酸氢纳晶体的质量是1044.6kg；
（3）解：设碳酸氢钠分解生成了xkg碳酸钠，碳酸氢钠分解反应为：2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂+H₂O，被分解的碳酸氢钠质量是：428.8kg-400.3kg=28.5kg，
2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂+H₂O
168       106
28.5kg     x
x=$\frac{28.5kg×106}{168}$=17.98 kg，
则补加的碳酸钠质量814.8-137.7-17.98=659.1 kg，
答：需要补加的碳酸钠的质量是：659.1 kg；
（4）设晶体中含有碳酸钠mkg，通入二氧化碳生成了m₁kg碳酸氢钠，
Na₂CO₃ +CO₂ +H₂O=2NaHCO₃
106    22.4×10³ 168
m      44.8×10³  m₁
m=$\frac{106×44.8×10{\;}^{3}}{22.4×10{\;}^{3}}$=212kg，m₁=$\frac{168×44.8×10{\;}^{3}}{22.4×10{\;}^{3}}$=336kg，
则452kg晶体中含Na₂CO₃ 212 kg，NaHCO₃：504kg-336kg=168kg，水：452kg-212kg-168kg=72 kg，
所以n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O ）=$\frac{212}{106}$：$\frac{168}{84}$：$\frac{72}{18}$=1：1：2
该晶体的化学式为NaHCO₃•Na₂CO₃•2H₂O，
答：该晶体的化学式为NaHCO₃•Na₂CO₃•2H₂O．

点评 本题考查了测定碳酸钠、碳酸氢钠的含量测定，本题计算量比较大，难度中等．