Question

14．碳酸鈉俗稱純堿，暴露在空氣中可與空氣中的二氧化碳、水發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃．
有一瓶久置的碳酸鈉（其中含有碳酸氫鈉），為了測(cè)定其中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案．
[查閱資料]碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)分兩步，其中第一步反應(yīng)為：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl
[實(shí)驗(yàn)]取一定質(zhì)量的久置碳酸鈉固體樣品于燒杯中，加水配制成溶液，然后向其中逐滴加入1mol/L的稀鹽酸，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如圖：
根據(jù)以上信息及有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析計(jì)算：
（1）圖中ob段加入稀鹽酸沒(méi)有氣體放出的原因是碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉．
（2）計(jì)算圖中a點(diǎn)的數(shù)值（寫出計(jì)算過(guò)程）．
（3）久置的碳酸鈉中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是55.8%（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）．

Answer 1

分析 （1）第一步碳酸鈉和HCl反應(yīng)生成NaHCO₃、NaCl，沒(méi)有氣體生成；
（2）50-100mLHCl時(shí)發(fā)生反應(yīng)NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，根據(jù)鹽酸和CO₂之間關(guān)系式計(jì)算CO₂物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計(jì)算二氧化碳體積；
（3）根據(jù)Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl中碳酸鈉和稀鹽酸之間關(guān)系式計(jì)算Na₂CO₃質(zhì)量，根據(jù)C原子守恒得到碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉質(zhì)量，結(jié)合（2）得到原來(lái)溶液中碳酸鈉氫鈉質(zhì)量，從而得到碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）第一步碳酸鈉和HCl反應(yīng)生成NaHCO₃、NaCl，沒(méi)有氣體生成，所以鹽酸體積在0-50mL時(shí)沒(méi)有氣體生成，故答案為：碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化鈉；
（2）50-100mLHCl時(shí)發(fā)生反應(yīng)NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，
設(shè)生成CO₂的物質(zhì)的量為n（CO₂）
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O  
       1         1
1mol/L×0.10L    n（CO₂）         
解得：n（CO₂）=0.10 mol
V（CO₂）=0.10 mol×22.4 L/mol=2.24L   
答：a=2.24；
（3）根據(jù)Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl中碳酸鈉和稀鹽酸之間關(guān)系式得n（Na₂CO₃）=n（HCl）=1mol/L×0.05L=0.05mol，則m（Na₂CO₃）=0.05mol×106g/mol=5.3g，
根據(jù)C原子守恒得到碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉物質(zhì)的量，n（NaHCO₃）=n（Na₂CO₃）=0.05mol，m（NaHCO₃）=0.05mol×84g/mol=4.2g，
根據(jù)C原子守恒得原來(lái)m（NaHCO₃）=n（CO₂）．M（NaHCO₃）=0.1mol×84g/mol-4.2g=4.2g，
碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5.3g}{5.3g+4.2g}$×100%=55.8%，
故答案為：55.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，明確各個(gè)物理量之間關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意原子守恒的靈活運(yùn)用，題目難度不大．