Question

18．取Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物8.22g，加热到质量不再发生变化，冷却后称其质量为6.36g．
（1）若取等质量的原混合物溶于水，配成80mL溶液c（Na⁺）=1.5mol/L．
（2）向（1）所配的溶液中，逐渐加入1mol/L的稀盐酸至过量，生成的CO₂气体体积（标况）与加入的盐酸的体积之间的关系如图所示（不考虑CO₂在水中的溶解）：求a点消耗盐酸的体积：80mL．

Answer 1

分析 （1）设NaHCO₃的物质的量为x，利用差量法计算出混合物中含有碳酸氢钠的物质的量，再根据m=nM计算出碳酸氢钠的质量，然后结合总质量计算出原混合物中含有的碳酸钠的物质的量，最后根据钠离子守恒及c=$\frac{n}{V}$计算出所得溶液中钠离子的浓度；
（2）根据图示可知，a点生成了1.12L二氧化碳气体，标准状况下1.12L二氧化碳的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根据计算可知（1）所配的溶液中含有0.06mol碳酸氢钠、0.03mol碳酸钠，向该溶液中加入盐酸过程中，碳酸钠先发生反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，0.03mol碳酸钠转化成碳酸氢钠消耗0.03molHCl；然后发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，则生成0.05mo二氧化碳需要消耗0.05molHCl，再根据V=$\frac{n}{c}$计算出需要盐酸的体积．

解答 解：（1）设NaHCO₃的物质的量为x，
   2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂+H₂O△m
   2mol                     62g              
   x                  （8.22-6.36）g=1.86g
x=0.06mol，
则m（NaHCO₃）=0.06 mol×84g/mol=5.04g，
原混合物中碳酸钠的物质的量为：$\frac{8.22g-5.04g}{106g/mol}$=0.03mol，
若取等质量的原混合物溶于水，配成80mL溶液，溶液中含有钠离子的物质的量为：n（Na⁺）=0.06mol×1+0.03mol×2=0.12mol，
所得溶液中钠离子浓度为：c（Na⁺）=$\frac{0.12mol}{0.08L}$=1.5mol/L，
故答案为：1.5；
（2）根据图示可知，a点生成了1.12L二氧化碳气体，标准状况下1.12L二氧化碳的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
根据计算可知（1）所配的溶液中含有0.06mol碳酸氢钠、0.03mol碳酸钠，向该溶液中加入盐酸过程中，碳酸钠先发生反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，0.03mol碳酸钠转化成碳酸氢钠消耗0.03molHCl；然后发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，则生成0.05mo二氧化碳需要消耗0.05molHCl，
所以a点时总共消耗的HCl的物质的量为：0.03mol+0.05mol=0.08mol，
所以a点消耗盐酸的体积为：$\frac{0.08mol}{1mol/L}$=0.08L=80mL，
故答案为：80．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质及原理为解答关键，注意熟练掌握物质的量与物质的量浓度、摩尔质量、气体摩尔体积等之间的关系，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．