Question

13．有一种白色粉末是Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，称取4.42g灼烧至恒重，把放出的气体通入足量澄清石灰水中，生成2.00g沉淀，灼烧后的残渣能与30mL盐酸恰好完全反应．试求：
（1）该白色粉末灼烧后产生气体在标准状况下的体积为0.448 L
（2）原混合物中Na₂CO₃的质量为1.06g，NaHCO₃的质量为3.36g．
（3）所用盐酸的物质的量浓度为2mol/L．

Answer 1

分析 （1）加热无水碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成2.00g碳酸钙，根据n=$\frac{m}{M}$计算碳酸钙的物质的量，利用碳元素守恒计算二氧化碳的物质的量，根据V=nVm计算生成的二氧化碳的体积；
（2）根据方程式计算原混合物中碳酸氢钠的物质的量，根据m=nM计算碳酸氢钠的质量，进而计算碳酸钠的质量；
（3）灼烧后的残渣为碳酸钠，能与30mL盐酸恰好完全反应生成NaCl，根据钠离子守恒n（NaCl）=2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃），根据氯离子守恒有n（HCl）=n（NaCl），再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要盐酸的体积．

解答 解：（1）2.00g碳酸钙的物质的量为$\frac{2g}{100g/mol}$=0.02mol，根据碳元素守恒可知，n（CO₂）=n（CaCO₃）=0.02mol，故生成二氧化碳的体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案为：0.448；
（2）加热无水碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，由方程式可知，
n（NaHCO₃）=2n（CO₂）=0.02mol×2=0.04mol，故碳酸氢钠的质量为0.04mol×84g/mol=3.36g，
故碳酸钠的质量为4.42g-3.36g=1.06g，
故答案为：1.06；3.36；
（3）原混合物中n（NaHCO₃）=0.04mol，n（Na₂CO₃）=$\frac{1.06g}{106g/mol}$=0.01mol，灼烧后的残渣为碳酸钠，能与30mL盐酸恰好完全反应生成NaCl，根据钠离子守恒n（NaCl）=2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃），根据氯离子守恒有n（HCl）=n（NaCl），
故n（HCl）=n（NaCl）=2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃）=0.01mol×2+0.04mol=0.06mol，
故盐酸的物质的量浓度为$\frac{0.06mol}{0.03L}$=2mol/L，
故答案为：2．

点评 本题考查化学方程式有关计算，为高频考点，明确各个物理量之间关系是解本题关键，注意原子守恒的灵活运用，题目难度不大．