Question

14．称取0.4g不纯的无水碳酸钠（杂质不与酸、碱反应），加入50mL 0.1mol/L硫酸溶液，加热，溶液呈酸性，再加入0.1mol/L烧碱溶液40mL恰好中和．求：
（1）上述过程中产生的CO₂的体积是多少毫升（标准状态下）？
（2）无水碳酸钠的纯度．

Answer 1

分析 （1）整个过程最终生成为Na₂SO₄，根据钠离子守恒可知：2n（Na₂SO₄）=2n（Na₂CO₃）+n（NaOH），据此计算n（Na₂CO₃），再根据碳元素守恒计算n（CO₂），根据V=nV_m计算CO₂的体积；
（2）根据m=nM计算Na₂CO₃的质量，进而计算样品中无水碳酸钠的纯度．

解答 解：（1）整个过程最终生成为Na₂SO₄，根据钠离子守恒可知：2n（Na₂SO₄）=2n（Na₂CO₃）+n（NaOH），则：
2×0.05L×0.1mol/L=2n（Na₂CO₃）+0.04L×0.1mol/L，
解得n（Na₂CO₃）=0.003mol，
根据碳元素守恒，可知n（CO₂）=n（Na₂CO₃）=0.003mol，故V（CO₂）=0.003L×22.4L/mol=0.0672L=67.2mL，
答：标况下生成二氧化碳的体积为67.2mL；
（2）Na₂CO₃的质量=0.003mol×106g/mol=0.318g，故样品中无水碳酸钠的纯度=$\frac{0.318g}{0.4g}$×100%=79.5%，
答：样品中无水碳酸钠的纯度为79.5%．

点评 本题考查化学方程式的有关计算，明确发生的反应是解题关键，本题利用守恒思想解答，避免利用方程式计算的繁琐，难度中等．