Question

將2.5克碳酸鈉．碳酸氫鈉和氫氧化鈉的固體混合物完全溶于水制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol/L鹽酸．所加入鹽酸溶液的體積與產(chǎn)生二氧化碳（標(biāo)準狀況）的關(guān)系如圖所示．

（1）寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（2）當(dāng)加入35mL 鹽酸時，所產(chǎn)生的二氧化碳的體積（標(biāo)準狀況）是

 

．
（3）計算原混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)．

 

．

Answer 1

考點：離子方程式的有關(guān)計算

專題：圖示題

分析：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，結(jié)合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，則制成的稀溶液中的溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段先發(fā)生酸堿中和，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉與氯化鈉．
（2）結(jié)合圖象可知，當(dāng)加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化碳氣體；
（3）由三種物質(zhì)消耗酸的體積及三種物質(zhì)的總質(zhì)量來計算．

解答： 解：（1）據(jù)AB段分析，發(fā)生 NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，消耗鹽酸體積為（45-25）mL=20mL，那么之前 Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl消耗鹽酸體積為也20mL，而OA段鹽酸有25mL，所以2.5克碳酸鈉．碳酸氫鈉和氫氧化鈉的固體混合物完全溶于水制成稀溶液，溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉．又由于OA段0～5mL先發(fā)生酸堿中和，其離子反應(yīng)方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，其離子反應(yīng)方程式為CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）結(jié)合圖象可知，當(dāng)加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化碳氣體，
設(shè)生成二氧化碳的物質(zhì)的量為n，生成氣體時消耗的酸的物質(zhì)的量為（35-25）×10^-3L×1mol?L^-1=0.01mol，則
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
    1    1
 0.01mol  n
故n=0.01mol，標(biāo)準狀況下其體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L，
故答案為：0.224L；
（3）設(shè)碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的物質(zhì)的量分別為x、y、z，則
①x+y=1mol/L×（0.045-0.025）L
②x+z=1mol/L×0.025L
③84g/mol?y+106g/mol?x+40g/mol?z=2.5g
聯(lián)立①②③式解得x=0.01mol，y=0.01mol，z=0.015mol
故NaOH的質(zhì)量為0.015mol×40g/mol=0.6g，
Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為

0.01mol×106g/mol

2.5g

=42.4%，
故答案為：碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為42.4%．

點評：本題考查學(xué)生利用圖象和發(fā)生的離子反應(yīng)來分析解答問題，明確反應(yīng)的先后順序及圖象中每段圖象對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵．