Question

17．（1）為了檢驗(yàn)?zāi)澈�有NaHCO₃雜質(zhì)的Na₂CO₃樣品的純度，現(xiàn)將100g樣品加熱使其質(zhì)量不再變化，其質(zhì)量變?yōu)?6.9%，則該樣品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）是91.6%
（2）2.1g平均相對(duì)分子質(zhì)量為7.2的CO和H₂組成混合氣體與足量O₂充分燃燒后立即通入足量的Na₂O₂中，固體質(zhì)量增加2.1g
（3）將0.1mol的鎂、鋁混合物溶于100mL2mol•L^-1的H₂SO₄溶液中，然后在滴加1mol•L^-1的NaOH溶液，若在滴加NaOH溶液的過(guò)程中，沉淀質(zhì)量m隨加入，則金屬粉末中：n（Mg）=0.07mol，V₂=330ml．

Answer 1

分析 （1）碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳?xì)怏w和水，利用差量法計(jì)算出該樣品的純度；
（2）利用差量法，根據(jù)化學(xué)方程式分析：CO與H₂在氧氣中完全燃燒，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)，
2CO+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，一氧化碳與二氧化碳物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與CO₂反應(yīng)2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，
質(zhì)量增重為：△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加量為CO的質(zhì)量；
2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，生成的水與氫氣物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與H₂O反應(yīng)2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，質(zhì)量增重為：△m=2H₂O-O₂=2H₂，反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量為氫氣質(zhì)量，
根據(jù)以上分析可知，CO、H₂與足量氧氣反應(yīng)后的產(chǎn)物再與過(guò)氧化鈉反應(yīng)，過(guò)氧化鈉增重的為原CO和H₂組成混合氣體的質(zhì)量；
（3）根據(jù)圖象可知，在滴加NaOH溶液到體積V₁=70mL過(guò)程中，沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明硫酸有剩余，滴加的NaOH用于中和剩余硫酸，V₁=70mL時(shí)，剩余的H₂SO₄與滴加的NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，根據(jù)守恒列方程求算n（Mg）；
當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液到體積V₂時(shí)，Al（OH）₃完全溶解，沉淀是Mg（OH）₂，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液．根據(jù)守恒，有n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al），據(jù)此求出n（NaOH），再利用V=$\frac{n}{c}$計(jì)算．

解答 解：（1）其質(zhì)量變?yōu)樵�先�?6.9%，則質(zhì)量減少了：100g×（1-96.9%）=3.1g，
設(shè)樣品中含有NaHCO₃雜質(zhì)的質(zhì)量為x，則
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O?△m（減少）
2×84                                              62
 x                                                   3.1g
x=$\frac{3.1g×168}{62}$=8.4g，
所以該樣品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：$\frac{100g-8.4g}{100g}$×100%=91.6%，
故答案為：91.6%；
（2）CO與H₂在氧氣中完全燃燒，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)，
①2CO+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，一氧化碳與二氧化碳物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與CO₂反應(yīng)2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，質(zhì)量增重為：△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加量為CO的質(zhì)量；
②2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，生成的水與氫氣物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與H₂O反應(yīng)2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，質(zhì)量增重為△m=2H₂O-O₂=2H₂，反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量為氫氣質(zhì)量，
根據(jù)①②分析可知，CO、H₂與足量氧氣反應(yīng)后的產(chǎn)物再與過(guò)氧化鈉反應(yīng)，過(guò)氧化鈉增重的為原CO和H₂組成混合氣體的質(zhì)量，所以固體質(zhì)量增加了2.1g，
故答案為：2.1g；
（3）當(dāng)V₁=70mL時(shí)，此時(shí)，溶液是MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Na₂SO₄混合液，
由Na⁺離子守恒可知，n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=$\frac{1}{2}$×0.07L×1mol/L=0.035mol
令MgSO₄為xmol，Al₂（SO₄）₃為ymol，則：
根據(jù)Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1
根據(jù)SO₄^2-離子守恒有：x+3y=0.1×1.5-0.035
聯(lián)立方程，解得：x=0.07、y=0.015
所以金屬粉末中n（Mg）=0.07mol，n（Al）=2y=2×0.02mol=0.04mol，
滴加NaOH溶液到體積V₂時(shí)，溶液是Na₂SO₄和NaAlO₂混合液，
根據(jù)質(zhì)量守恒有：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+n（NaAlO₂）=2n（H₂SO₄）+n（Al）=2×0.1L×1.5mol/L×+0.03mol=0.33mol，所以V₂=$\frac{0.33mol}{1mol/L}$=0.33L=330ml，
故答案為：0.07；330．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算、離子反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象曲線變化的含義為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．