Question

7．为了测定某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物中碳酸钠的质量分数，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下实验方案：
（1）甲同学取ag混合物充分加热后，冷却至室温，称量剩余固体质量为bg．则该混合物中碳酸钠的质量分数为$\frac{84b-53a}{31a}$×100%．
（2）乙同学取cg混合物与足量稀盐酸充分反应，加热蒸干、灼烧，得dg固体．则该混合物中碳酸钠的质量分数为$\frac{84d-58.5c}{3627c}$×106×100%．
（3）丙同学取eg混合物与足量Ba（OH）₂溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得fg固体．则该混合物中碳酸钠的质量分数为$\frac{197e-84f}{4334e}$×106×100%．
（4）丁同学取mg混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重ng，老师认为丁同学的实验不能计算出混合物中碳酸钠的质量分数，原因是ng是CO₂气体和部分水蒸气的质量，无法确定CO₂气体的质量．

Answer 1

分析 （1）甲同学取ag混合物充分加热后，冷却至室温，称量剩余固体质量为bg，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O 反应前后质量变化计算；
（2）乙同学取cg混合物与足量稀盐酸充分反应，加热蒸干、灼烧，得dg固体．Na₂CO₃和NaHCO₃均能与盐酸反应生成NaCl，故dg固体为NaCl．设混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
则106x+84y=c，
根据钠元素守恒，2x+y=$\frac{d}{58.5}$，计算得到质量分数；
（3）丙同学取eg混合物与足量Ba（OH）₂溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得fg固体，Na₂CO₃和NaHCO₃均能与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃，即fg固体是BaCO₃，设混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
则106x+84y=e，
根据碳元素守恒，x+y=$\frac{f}{197}$，据此计算质量分数；
（4）Na₂CO₃和NaHCO₃均能与稀硫酸反应生成Na₂SO₄、CO₂、H₂O，碱石灰增加的质量包括CO₂气体和部分水蒸气的质量，由于无法确定CO₂气体的质量，无法计算出Na₂CO₃或NaHCO₃的质量．

解答 解：（1）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
                            168g        106g                     62g
                     m（NaHCO₃）                         （a-b）g
m（NaHCO₃）=$\frac{168g×（a-b）g}{62g}$=$\frac{84（a-b）}{31}$g，
则ω（Na₂CO₃）=$\frac{a-\f（84（a-b）}{31}，a）$×100%=$\frac{84b-53a}{31a}$×100%，
故答案为：$\frac{84b-53a}{31a}$×100%；
（2）Na₂CO₃和NaHCO₃均能与盐酸反应生成NaCl，故dg固体为NaCl．设混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
则106x+84y=c，
根据钠元素守恒，2x+y=$\frac{d}{58.5}$，
解得：x=$\frac{84d-58.5c}{3627}$，
m（Na₂CO₃）=$\frac{84d-58.5c}{3627}$×106g，
ω（Na₂CO₃）=$\frac{84d-58.5c}{3627c}$×106×100%，
故答案为：$\frac{84d-58.5c}{3627c}$×106×100%；
（3）Na₂CO₃和NaHCO₃均能与Ba（OH）₂反应生成BaCO₃，即fg固体是BaCO₃，设混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
则106x+84y=e，
根据碳元素守恒，x+y=$\frac{f}{197}$，
解得：x=$\frac{197e-84f}{4334}$，
m（Na₂CO₃）=$\frac{197e-84f}{4334}$×106g，
ω（Na₂CO₃）=$\frac{197e-84f}{4334e}$×106×100%，
故答案为：$\frac{197e-84f}{4334e}$×106×100%；
（4）Na₂CO₃和NaHCO₃均能与稀硫酸反应生成Na₂SO₄、CO₂、H₂O，碱石灰增加的质量包括CO₂气体和部分水蒸气的质量，由于无法确定CO₂气体的质量，无法计算出Na₂CO₃或NaHCO₃的质量，故不能计算出混合物中碳酸钠的质量分数，
故答案为：ng是CO₂气体和部分水蒸气的质量，无法确定CO₂气体的质量．

点评 本题考查了碳酸钠的性质、化学实验方案的设计与评价、化学方程式计算，题目难度中等，明确实验方案的设计与评价方法，试题有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．