题目内容

8.(1)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol•L-1稀盐酸.在如图所示坐标系中画出能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系图象.
(2)将18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到约250℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g.试计算混合物中NaOH的质量分数.(请写出计算过程)

分析 (1)将0.4gNaOH的物质的量为:0.01mol,1.06gNa2CO3的物质的量为:0.01mol,向溶液中滴加0.1mol•L-1稀盐酸,首先是盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠与水,消耗盐酸的体积为:$\frac{0.01mol}{0.1mol/L}$=0.1L,继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,首先发生HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,当消耗盐酸为为0.1 L时碳酸钠全部转化为碳酸氢钠;继续滴加时,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,此时又消耗盐酸的0.1L,由此分析作图象;
(2)加热发生反应:NaOH+NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O,若碳酸氢钠过量,还发生反应:NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,若NaOH、NaHCO3恰好按1:1反应,固体减少质量为水的质量,根据方程式可知,生成水的质量=18.4g×$\frac{18}{124}$=2.67g,实际固体质量减少=18.4g-16.6g=1.8g<2.67g,所以氢氧化钠过量,碳酸氢钠完全反应,根据方程式计算NaHCO3的质量,进而计算NaOH的质量,再计算氢氧化钠的质量分数.

解答 解:(1)将0.4gNaOH的物质的量为:0.01mol,1.06gNa2CO3的物质的量为:0.01mol,向溶液中滴加0.1mol•L-1稀盐酸,首先是盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠与水,消耗盐酸的体积为:$\frac{0.01mol}{0.1mol/L}$=0.1L,继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,首先发生HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,当消耗盐酸为为0.1 L时碳酸钠全部转化为碳酸氢钠;继续滴加时,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,此时又消耗盐酸的0.1L,图象为:,故答案为:;
(2)加热发生反应:NaOH+NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O,若碳酸氢钠过量,还发生反应:NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,
若NaOH、NaHCO3恰好按1:1反应,固体减少质量为水的质量,令生成水的质量为m,则:
NaOH+NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O
   40       84                           18
   18.4                                    m
m=18.4g×$\frac{18}{124}$=2.67g,实际固体质量减少=18.4g-16.6g=1.8g<2.67g,所以氢氧化钠过量,碳酸氢钠完全反应,
设NaHCO3的质量为a,则:
NaOH+NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O
              84                          18
               n                          1.8g
故a=$\frac{1.8g×84}{18}$=8.4g
混合物中NaOH的质量为:18.4g-8.4g=10g,混合物中NaOH质量分数=$\frac{10g}{18.4g}$×100%=54.35%,
答:混合物中NaOH的质量分数为54.35%.

点评 本题考查混合物计算、化学方程式计算,利用假设法判断过量问题是解题关键,难度中等.

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3.用软锰矿(主要成分MnO2 )生产高锰酸钾产生的锰泥中,还含有18%的MnO2、3%的KOH(均为质量分数),及少量Cu、Pb的化合物等,用锰泥可回收制取MnCO3,过程如图所示:

(1)高锰酸钾的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关,在酸性条件下其氧化性较强.通常用来酸化高锰酸钾的酸是稀硫酸.
(2)除去滤液1中Cu2+ 的离子方程式是Cu2++S2-=CuS↓.
(3)经实验证明:MnO2稍过量时,起始H2SO4、FeSO4混合溶液中$\frac{c({H}^{+})}{c(F{e}^{2+})}$<0.7时,滤液1中能够检验出有Fe2+;$\frac{c({H}^{+})}{c(F{e}^{2+})}$≥0.7时,滤液1中不能检验出有Fe2+.根据上述信息回答①②③:
①检验Fe2+是否氧化完全的实验操作是取少量滤液1于试管中,加入铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,证明Fe2+被氧化完全.
②生产时H2SO4、FeSO4混合溶液中$\frac{c({H}^{+})}{c(F{e}^{2+})}$应控制在0.7~1之间,不宜过大,请结合后续操作从节约药品的角度分析,原因是$\frac{c({H}^{+})}{c(F{e}^{2+})}$过大,在调节pH环节会多消耗氨水.
③若c(Fe2+)>1,调节c(Fe2+) 到0.7~1的最理想试剂是b(填序号).
a.NaOH溶液      b.铁粉     c.MnO
(4)写出滤液2中加入过量NH4HCO3反应的离子方程式Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O.
(5)上述过程锰回收率可达95%,若处理1740kg的锰泥,可生产MnCO3393.3kg.

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