Question

20．加热10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物到质量不再变化为止，剩余固体的质量为8.45g．
（1）求混合物中碳酸钠的质量分数；
（2）如果将这10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物投入到足量的稀盐酸中，得到的气体在标准状况下的体积为多少？

Answer 1

分析 （1）加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，利用差量法，根据2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O计算碳酸氢钠的质量，进而计算碳酸钠的质量分数；
（2）稀盐酸足量，所有的C原子都转化成二氧化碳，据此计算出二氧化碳的物质的量，再根据V=nVm计算出二氧化碳的体积．

解答 解：（1）加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，发生反应为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，则固体质量减少的原因是由于碳酸氢钠分解的缘故，设混合物中碳酸氢钠的质量为m，利用差量法计算，则
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
2×84g                     62g
m                        10.0g-8.45g=1.55g           
m=$\frac{2×84g×1.55g}{62g}$=4.2g，
所以混合物中碳酸钠的质量为：10.0g-4.2g=5.8g，
混合物中碳酸钠的质量分数为：$\frac{5.8g}{10.0g}$=58%；
答：混合物中碳酸钠的质量分数为58%；
（2）4.2g碳酸氢钠的物质的量为：n（NaHCO₃）=$\frac{4.2g}{84g/mol}$=0.05mol，
5.8g碳酸钠的物质的量为：n（Na₂CO₃）=$\frac{5.8g}{106g/mol}$≈0.0547mol，
将这10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物投入到足量的稀盐酸中，混合物中所有C原子都转化成了二氧化碳，则完全反应后生成二氧化碳的物质的量为：0.05mol+0.0547mol=0.1047mol，标准状况下生成的二氧化碳的体积为：22.4L/mol×0.1047mol≈2.35L，
答：将10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物投入到足量的稀盐酸生成标准状况下二氧化碳的体积为2.35L．

点评 本题考查混合物的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意根据碳酸氢钠不稳定的性质利用差量法计算，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．