Question

把CO₂通入含NaOH8g的溶液中，充分反應(yīng)后，將產(chǎn)物在減壓條件下蒸干：
（1）蒸干后的固體組成可能為：

 

；

 

；

 

；

 

；（寫化學(xué)式）．
（2）若蒸干后的無水固體為13.7g，確定固體的組成和質(zhì)量．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）可能發(fā)生反應(yīng)：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，②NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，
當(dāng)n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH由剩余，所以得到的固體為NaOH和Na₂CO₃；
當(dāng)n（NaOH）：n（CO₂）=2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH與二氧化碳恰好反應(yīng)，得到的固體為Na₂CO₃；
當(dāng)1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①②，氫氧化鈉與二氧化碳沒有剩余，得到的固體為Na₂CO₃和NaHCO₃；
當(dāng)n（NaOH）：n（CO₂）≤1：1時(shí)，得到的固體是NaHCO₃；
（2）假設(shè)只發(fā)生CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量，假設(shè)只發(fā)生NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，結(jié)合實(shí)際固體質(zhì)量判斷組成，再結(jié)合方程式計(jì)算．

解答： 解：（1）可能發(fā)生反應(yīng)：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，②NaOH+H₂O+CO₂═2NaHCO₃，
當(dāng)n（NaOH）：n（CO₂）＞2：1，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH由剩余，所以得到的固體為NaOH和Na₂CO₃；
當(dāng)n（NaOH）：n（CO₂）=2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①，NaOH與二氧化碳恰好反應(yīng)，得到的固體為Na₂CO₃；
當(dāng)1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①②，氫氧化鈉與二氧化碳沒有剩余，得到的固體為Na₂CO₃和NaHCO₃；
當(dāng)n（NaOH）：n（CO₂）≤1：1時(shí)，得到的固體是NaHCO₃；
故答案為：NaOH和Na₂CO₃；Na₂CO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃；NaHCO₃；
（2）設(shè)8g氫氧化鈉全部生成碳酸鈉，質(zhì)量為x，則有
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
80        106
8g       x
x=

8g×106

80

=10.6g，
設(shè)8g氫氧化鈉全部生成碳酸氫鈉，質(zhì)量為y，則有
NaOH+CO₂=NaHCO₃
40        84
8g        y
y=

8g×84

40

1.68g，
而蒸干后的無水固體為13.7g，10.6g＜13.7g＜16.8g，故產(chǎn)物為碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，
設(shè)混合物中含有m molNa₂CO₃，n molNaHCO₃，
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
 2m   m    m
NaOH+CO₂=NaHCO₃
n    n    n
則有：2m+n=

8

40

，106m+84n=13.7，
解之得：m=0.05，n=0.1，
故碳酸鈉質(zhì)量=0.05mol×106g/mol=5.3g
碳酸氫鈉的質(zhì)量=13.7g-5.3g=8.4g，
答：蒸干后的無水固體中碳酸鈉為5.3g、碳酸氫鈉為8.4g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式的計(jì)算，（2）中利用極限法根據(jù)反應(yīng)物的量判斷生成物的組成為解答該題的關(guān)鍵，題目難度中等．