Question

13．NaHCO₃是一种酸式盐，其水溶液显碱性，是重要的化工产品和化学试剂．
（1）NaHCO₃俗称小苏打，其水溶液显碱性的原因是（用离子方程式表示）HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）工业上制备NaHCO₃的方法是：先向饱和食盐水通入足量的NH₃，再通入过量的CO₂得到NaHCO₃沉淀，写出该反应的化学方程式NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（3）泡沫灭火器内含一定浓度的NaHCO₃（置于铁桶内）和Al₂（SO₄）₃溶液（置于玻璃瓶内）以及起泡剂，使用时把灭火器倒置即有泡沫状物质喷出．
①倒置灭火器时发生反应的离子方程式是Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②有人认为Na₂CO₃价格便宜，建议用等物质的量浓度、等体积的Na₂CO₃溶液代替NaHCO₃溶液．你认为此建议不合理（填“合理”或“不合理”），理由是等浓度、等体积的NaHCO₃与Na₂CO₃相比，和Al₂（SO₄）₃溶液反应时，NaHCO₃生成的CO₂既快又多．
（4）由NaHCO₃和KHCO₃组成的混合物，与50mL等浓度的盐酸分别反应，测得如下数据：

	50mL盐酸	50mL盐酸	50mL盐酸
m（混合物）	9.2g	15.7g	27.6g
V（CO2）（标况）	2.24L	3.36L	3.36L

①该混合物中NaHCO₃的物质的量分数为45.65%；
②所用盐酸的物质的量浓度是3mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）NaHCO₃俗称小苏打，HCO₃^-水解使NaHCO₃溶液显碱性；
（2）反应物为NaCl、NH₃、CO₂、H₂O，产物为NaHCO₃↓和NH₄Cl，以此写出化学方程式；
（3）①普通泡沫灭火器是碳酸氢钠和硫酸铝溶液混合发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体；
②碳酸根的水解是分步进行的，先水解得到碳酸氢根，进一步水解得到二氧化碳；
（4）①由表中数据可知，加入9.2g混合物时，盐酸有剩余，混合物完全反应，设9.2 g混合物中NaHCO₃、KHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据生成二氧化碳体积、二者质量之和列方程计算，再根据m=nM计算NaHCO₃的质量，进而计算其质量分数；
②求盐酸浓度需选择盐酸不足量的数据进行，随着混合物质量增加，二氧化碳气体量不再增加，表明盐酸全部反应完，由表中数据可知，盐酸完全反应生成二氧化碳3.36L，结合H⁺+HCO^-₃=H₂O+CO₂↑计算n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：（1）NaHCO₃俗称小苏打，HCO₃^-水解使NaHCO₃溶液显碱性，水解方程式为HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案为：小苏打；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）先向饱和食盐水通入足量的NH₃，再通入过量的CO₂得到NaHCO₃沉淀，化学方程式为NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案为：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）①普通泡沫灭火器是碳酸氢钠和硫酸铝溶液混合发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②Al₂（SO₄）₃溶液和NaHCO₃溶液混合后会发生双水解反应，原理方程式为：Al₂（SO₄）₃+6NaHCO₃═2Al（OH）₃↓+6CO₂↑+3Na₂SO₄，Al₂（SO₄）₃溶液和NaHCO₃溶液的体积比约是1：6，由1mol的碳酸根离子转化为1molCO₂需2molH⁺，H⁺由Al³⁺提供（水解），在Al³⁺量不变的情况下，碳酸根离子先水解得到碳酸氢根，只能生成HCO₃^-，没有CO₂，喷不出泡沫，并且双水解时NaHCO₃表面生成Al（OH）₃后，会阻碍反应的进行，
故答案为：不合理；等浓度、等体积的NaHCO₃与Na₂CO₃相比，和Al₂（SO₄）₃溶液反应时，NaHCO₃生成的CO₂既快又多；
（4）①由表中数据可知，加入9.2g混合物时，盐酸有剩余，混合物完全反应，设9.2 g混合物中NaHCO₃、KHCO₃的物质的量分别为xmol、ymol，
则有：xmol+ymol=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$①
84g/mol×xmol+100×ymol=9.2g ②
联立方程，解得：x=0.05 y=0.05，
故混合物中NaHCO₃的质量为0.05mol×84g/mol=4.2g，NaHCO₃的质量分数为$\frac{4.2g}{9.2g}$×100%=45.65%，
故答案为：45.65%；
②由表中数据可知，盐酸完全反应生成二氧化碳3.36L，结合H⁺+HCO^-₃=H₂O+CO₂↑可知n（HCl）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，故盐酸的浓度为$\frac{0.15mol}{0.05L}$=3mol/L，
故答案为：3．

点评 本题考查了水解反应和混合物的有关计算，为高频考点，根据二氧化碳的体积变化判断盐酸是否完全反应式是关键，难度中等．