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已知:①NaOH+NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+H2O↑    ②2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O↑
现有由氢氧化钠、碳酸氢钠和与其它物质不反应、受热也只不分解的杂质组成的固体混合物17.110克,放入密闭容器中加热,经充分反应后,将容器中的气体通入过量的澄清石灰水中得到白色沉淀2.500克;当容器中的残留固体冷却到室温后全部溶于水制成50毫升溶液,恰好可与含HCl 9.125克的盐酸25毫升中和至中性.求原混合物中杂质的质量分数.
分析:利用产生的二氧化碳与澄清石灰水反应生成沉淀的质量,可求出受热分解的碳酸氢钠分解产生二氧化碳的质量,然后利用碳酸氢钠分解的化学方程式,由分解产生二氧化碳的质量可求出受热分解的碳酸氢钠的质量及反应产生碳酸钠的质量;
利用与碳酸钠反应消耗HCl的质量计算出残留固体中碳酸钠的质量,其中除碳酸氢钠受热分解产生的碳酸钠外,剩余的则为氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠的质量,由此部分碳酸钠的质量,根据氢氧化钠与碳酸氢钠反应的化学方程式求出混合物中所含氢氧化钠及部分碳酸氢钠的质量;
经过以上计算,利用混合物质量减去氢氧化钠的质量及碳酸氢钠的质量,即可求得混合物中杂质的质量,从而求出原混合物中杂质的质量分数.
解答:解:由题意可知NaHCO3过量,NaOH与CO2反应和Na0H与 NaHCO3直接反应所生成的Na2CO3总质量是不变的,取NaHCO3计算更简便,有关反应如下:
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O      ①
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H20↑  ②
CO2+Ca(OH)2═CaCO3++H20   ③
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ ④
(1)设反应②分解的NaHCO3质量为x,分解产生的Na2CO3质量为y,由②③有:
2NaHCO3~Na2CO3~CaCO3    
 2×84    106    100
  x        y    2.500克  
100
2.500g
=
2×84
x
  x=4.200g
 
100
2.500g
=
106
y
  y=2.650g
(2)设残留物中Na2CO3的总质量为z,由①有
Na2CO3~2HCl   
106      73
z      9.125g
106
73
=
z
9.125g
  z=13.250g
反应①产生的Na2CO3质量为 13.250g一2.65Og=1O.600g,l0.600gNa2CO3是原混合物中的NaOH(设质量为w)和除发生分解反应之外的NaHCO3(设质量为x′)恰好反应生成的,它们的质量关系是:
NaOH~NaHCO3~Na2CO3
 46     84     106
 w      x′10.600g
46
106
=
w
10.600g
  w=4.000g
84
106
=
x′
10.600g
  x'=8.400g
原混合物中杂质的质量分数=
17.110g-4.200g-4.000g-8.400g
17.110g
×100%=2.980%     
答:原混合物中杂质的质量分数为2.980%.
点评:本题涉及的反应较多,计算时会比较复杂,因此可根据有关反应的化学方程式确定相关物质的质量关系,简化计算过程.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某兴趣小组对其进行下列研究.
应用研究:
(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3,迅速分解为Na、N2,反应方程式为
 

制备研究:
(2)将金属钠与液态氨反应得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X,实验室检验X气体使用的试纸是湿润的
 

Na2CO3质量分数测定:工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,为测定样品中Na2CO3的质量分数设计如图
装置(已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体).
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(3)装置A的作用是
 
.设计的实验步
骤为:①精确称量样品,检查装置气密性;②打开弹簧夹,鼓入空气,称量装置C;③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④再打开弹簧夹,
 
;⑤再次称量装置C.计算碳酸钠含量至少需要测定
 
(填数字)个数据.根据制备反应,分析工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因
 

NaN3纯度测定:
精确称量0.140g NaN3样品,设计如图装置,测定其纯度.已知2NaN3→3N2
(NaN3中的N全部转化为N2,其他产物略),反应中放出大量的热.
(4)检查该装置气密性的方法是连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差
 
(填“变大”、“变小”或“不变”),说明气密性良好.
(5)使小试管中的NaN3样品与M溶液接触的操作是
 

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(6)使用冷水冷凝的目的是
 
.反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度,并使两边液面相平,反应后读数时,还需要进行的操作是
 

(7)常温下测得量气管读数为67.2mL(N2的密度为1.25g/L),则实验中选用的量气管规格合适的是
 
(填字母序号).
A.100mL   B.1L    C.2L
(8)计算NaN3样品的纯度(写出计算过程).

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科目:初中化学 来源: 题型:

已知甲、乙两种物质的溶液混合后能发生化学变化,设甲物质的相对分子质量为M,乙物质的相对分子质量为N,当甲、乙按质量比为M:N反应后,溶液的pH大于7,当甲、乙按质量为2M:N反应后,溶液的pH等于7,则甲、乙是下列物质中的(  )

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科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?邗江区一模)铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料.研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究.填写下列空白.

[方案一]将铝镁合金与足量NaOH溶液反应(已知2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,而镁不与氢氧化钠溶液反应),测定剩余固体质量.
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于m g 质量分数为8%的NaOH溶液中.为保证合金反应完全,则NaOH溶液的体积V≧
97mL
97mL
.(假设NaOH溶液的密度为1g/mL)实验室取一定量液体一般用量筒,图1中
(填序号)是量筒的一部分,其读数为
2.6
2.6
mL.在量取液体体积时,量筒必须放平,视线要与量筒内的液体
凹液面最低处
凹液面最低处
保持水平,再读出液体体积数.
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体.该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将
偏高
偏高
 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
[方案二]他们设计了图2所示的实验装置.在分液漏斗中加入稀硫酸,用稀硫酸和铝镁合金反应.
(1)装置的气密性如何检查
连接好装置,从碱式滴定管加水,若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差,则装置不漏气.
连接好装置,从碱式滴定管加水,若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差,则装置不漏气.

(2)装置中导管a的作用是
保持锥形瓶和分液漏斗间的压强恒定,使稀硫酸能顺利滴下
保持锥形瓶和分液漏斗间的压强恒定,使稀硫酸能顺利滴下
消除因稀硫酸的滴入引起的体积误差
消除因稀硫酸的滴入引起的体积误差

(3)装置中有刻度的长管叫碱式滴定管,其刻度示意图如方案一第(1)题图中③所示.若实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL.则产生氢气的体积为
V1-V2 
V1-V2 
mL.
(4)写出发生反应的化学方程式
Mg+H2SO4 ═MgSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4 ═Al2(SO43+3H2
Mg+H2SO4 ═MgSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4 ═Al2(SO43+3H2

[反思]:实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶.请你帮助分析原因
锥形瓶内生成的氢气使瓶内压强增大
锥形瓶内生成的氢气使瓶内压强增大

(5)若测得镁铝合金中镁的质量分数为4%,现取n克镁铝合金,投入到足量的质量分数为9.8%的稀硫酸溶液中,共收集得到氢气0.8克,则消耗的稀硫酸是
400
400
克,该合金的质量n为
7.3
7.3

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科目:初中化学 来源: 题型:

新华网莫斯科2005年2月4日电:俄罗斯西伯利亚研究人员最近开发出一种生物活性吸附剂,可以吸附水中的几乎全部微生物和噬菌体.这种新的吸附剂由棉纤维和勃姆石(主要成分为氢氧化铝)制造而成.请填写下列空白:
(1)纤维素的组成可表示为(C6H10O5n,其相对分子质量为
162n
162n
(用含n的式子表示).
(2)氢氧化铝与盐酸反应的化学方程式为
Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O
Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O
;已知氢氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠),请写出该反应的化学方程式:
Al(OH)3+NaOH═Na[Al(OH)4]
Al(OH)3+NaOH═Na[Al(OH)4]

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科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?港北区二模)已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在.
资料在线:
铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应.
可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、Na0H溶液、氨水.
请你参与并完成以下实验探究过程:
I、提出假设
(1)假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe.
(2)假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有
Cu(或铜)
Cu(或铜)

(3)假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu.
II、设计并实施实验方案
(4)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在可用
磁铁吸引金属粉末,有粉末被吸引,证明含有铁
磁铁吸引金属粉末,有粉末被吸引,证明含有铁

(5)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸,你观察到的现象是
金属粉末部分溶解,有气泡生成
金属粉末部分溶解,有气泡生成

(6)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象.
实验步骤 实验操作(说明仪器和试剂) 实验现象 结论
取少许粉末放入大试管中,再滴加
足量(或过量)的NaOH溶液
足量(或过量)的NaOH溶液
,充分反应后,静置,弃去清液得到固体.
固体粉末
部分溶解
部分溶解

气泡放出
气泡放出
仅除去铝
再往大试管中加
足量(或过量)的稀硫酸(或稀盐酸)
足量(或过量)的稀硫酸(或稀盐酸)
,充分反应.
固体
部分溶解并有气泡放出
部分溶解并有气泡放出

溶液
呈浅绿色
呈浅绿色
证明含有铁
将大试管静置,弃去上层清液,加水,多次洗涤剩余固体 剩余固体呈紫红色 证明含有铜
III、已知该金属粉末的组成为铝、铁和铜
(7)为测定混合金属粉末中铝的质量分数,取20g该金属粉末,把100g氢氧化钠溶液平均分成5份依次加入,充分反应后,过滤出固体,将其洗涤、干燥、称量.实验过程中得到的部分数据与图象如下:
加NaOH溶液的次数 第一次 第二次 第三次
剩余固体的质量/g 1 6.5 n 9.5
①分析以上数据可知,上表中n的值为
13
13

②该金属粉末中Al的质量分数为
70
70
%;
③列式计算:所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少?

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