Question

4．混合物A由碳酸钠和碳酸氢钠组成．现有两包质量相等的混合物A：
（1）若向其中一包加入50ml3mol/L的Ba（OH）₂溶液（过量），使CO₃^2-、HCO₃^-全部变为沉淀，过滤后，再向滤液中加入50mL2mol/L的稀硫酸，溶液恰好呈中性．
①写出下列反应的离子方程式
碳酸钠与氢氧化钡的反应：CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓；碳酸氢钠与过量氢氧化钡的反应：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
②混合物A中NaHCO₃的质量为16.8g．
（2）若向另一包中先加50mL8mol/L的HCl溶液，使CO₃^2-、HCO₃^-全部变为CO₂后，再加50mL2mol/L的
Ba（OH）₂溶液，混合后的溶液pH=14．（混合后溶液体积变化忽略不计）
①写出有关的离子方程式CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
②混合物A中Na₂CO₃的质量为5.3g．

Answer 1

分析 （1）①碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀；碳酸氢钠与过量氢氧化钡的反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠；HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
②碳酸根、碳酸氢根全部沉淀，与盐酸反应的只是剩余的OH^-，根据盐酸的物质的量可以求出剩余的n（OH^-），氢氧化钡电离的OH^-有0.3mol，则可以求出与HCO₃^-反应的OH^-进而求出OH^-，即求出NaHCO₃；
（2）①向碳酸钠和碳酸氢钠中HCl溶液反应生成氯化钠和二氧化碳、水；
②设碳酸钠的物质的量为x，则剩余HCl为：0.4mol-0.2mol-2x=0.2mol-2x，
氢氧化钡电离的OH^-为0.2mol，由混合后的溶液pH=14知与氢氧化钡反应后剩余OH^-为0.1mol，
则0.2mol-2x=0.2mol-0.1mol  x=0.05mol，然后求出碳酸钠的质量．

解答 解：（1）①碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，其反应的离子方程式为：CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓；碳酸氢钠与过量氢氧化钡的反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，其反应的离子方程式为：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
故答案为：CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓；HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
②碳酸根、碳酸氢根全部沉淀，与盐酸反应的只是剩余的OH^-，已知盐酸的物质的量为0.05L×2mol/L=0.1mol，则与HCO₃^-反应后剩余的n（OH^-）=0.1mol，氢氧化钡电离的OH^-有005L×3mol/L×2=0.3mol，所以与HCO₃^-反应的OH^-为0.2mol，由HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O可知，NaHCO₃为0.2mol，所以NaHCO₃的质量为0.2mol×84g/mol=16.8g；
故答案为：16.8g；
（2）①向碳酸钠和碳酸氢钠中HCl溶液反应生成氯化钠和二氧化碳、水，反应的离子方程式分别为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
故答案为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
②设碳酸钠的物质的量为x，与碳酸钠反应的盐酸为2xmol，与碳酸氢钠反应的盐酸为0.2mol；
则剩余HCl为：0.4mol-0.2mol-2x=0.2mol-2x，
氢氧化钡中OH^-为0.05L×2mol/L×2=0.2mol，由混合后的溶液pH=14知与氢氧化钡反应后剩余OH^-为0.1mol，
则与盐酸的反应的氢氧根离子为0.1mol，则0.2mol-2x=0.1mol，所以x=0.05mol，则碳酸钠的质量为 0.05mol×106g/mol=5.3g；
故答案为：5.3．

点评 本题考查了有关离子方程式的计算，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握混合物与酸碱反应的方程式．