Question

将2.5克碳酸钠．碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol/L盐酸．所加入盐酸溶液的体积与产生二氧化碳（标准状况）的关系如图所示．

（1）写出OA段所发生反应的离子方程式：

 

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（2）当加入35mL 盐酸时，所产生的二氧化碳的体积（标准状况）是

 

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（3）计算原混合物中Na₂CO₃的质量分数．

 

．

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算

专题：图示题

分析：（1）在溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，则制成的稀溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，则OA段先发生酸碱中和，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠．
（2）结合图象可知，当加入35mL盐酸时，25～35mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体；
（3）由三种物质消耗酸的体积及三种物质的总质量来计算．

解答： 解：（1）据AB段分析，发生 NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，消耗盐酸体积为（45-25）mL=20mL，那么之前 Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl消耗盐酸体积为也20mL，而OA段盐酸有25mL，所以2.5克碳酸钠．碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液，溶质为碳酸钠和氢氧化钠．又由于OA段0～5mL先发生酸碱中和，其离子反应方程式为H⁺+OH^-═H₂O，再发生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，其离子反应方程式为CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案为：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）结合图象可知，当加入35mL盐酸时，25～35mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体，
设生成二氧化碳的物质的量为n，生成气体时消耗的酸的物质的量为（35-25）×10^-3L×1mol?L^-1=0.01mol，则
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
    1    1
 0.01mol  n
故n=0.01mol，标准状况下其体积为0.01mol×22.4L/mol=0.224L，
故答案为：0.224L；
（3）设碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量分别为x、y、z，则
①x+y=1mol/L×（0.045-0.025）L
②x+z=1mol/L×0.025L
③84g/mol?y+106g/mol?x+40g/mol?z=2.5g
联立①②③式解得x=0.01mol，y=0.01mol，z=0.015mol
故NaOH的质量为0.015mol×40g/mol=0.6g，
Na₂CO₃的质量分数为

0.01mol×106g/mol

2.5g

=42.4%，
故答案为：碳酸钠的质量分数为42.4%．

点评：本题考查学生利用图象和发生的离子反应来分析解答问题，明确反应的先后顺序及图象中每段图象对应的化学反应是解答本题的关键．