Question

17．称取mg纯净的碳酸钠，与20mL盐酸溶液恰好完全反应，生成氯化钠、水和二氧化碳，这种盐酸溶液的物质的量浓度X为$\frac{50m}{53}$；如果上述碳酸钠样品不纯净，可能含有NaCl、NaOH、K₂CO₃中的一种，则若当盐酸溶液的物质的量浓度大于上述X值时，碳酸钠样品中含有的杂质是NaOH．

Answer 1

分析 根据n=$\frac{m}{M}$计算mgNa₂CO₃ 的物质的量，根据方程式计算溶液中n（HCl）、生成的二氧化碳的物质的量，根据c=$\frac{n}{V}$计算盐酸的物质的量浓度，则若当盐酸溶液的物质的量浓度大于上述X值时，说明等质量时杂质消耗的HCl比碳酸钠消耗的HCl的量大，然后根据K₂CO₃、NaCl消耗的盐酸比碳酸钠少，NaOH比碳酸钠消耗的盐酸多得出正确结论．

解答 解：纯Na₂CO₃ m g与20mL盐酸恰好完全反应生成正盐，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，反应消耗的HCl的物质的量为：n（HCl）=2n（Na₂CO₃）=2×$\frac{mg}{106g/mol}$=$\frac{m}{53}$mol，
则此盐酸的物质的量浓度为：c（HCl）=$\frac{\frac{m}{53}mol}{0.02L}$=$\frac{50m}{53}$mol/L；Na₂CO₃不纯，杂质可能是K₂CO₃、NaCl和NaOH中某一种，当用上述盐酸反应时，则若当盐酸溶液的物质的量浓度大于上述X值时，说明等质量时杂质消耗的HCl比碳酸钠消耗的HCl的量大，
根据反应方程式K₂CO₃+2HCl=2KCl+CO₂↑+H₂O可知，Na₂CO₃与K₂CO₃消耗盐酸的物质的量关系相同，由于K₂CO₃的摩尔质量大于Na₂CO₃，则等物质的量时K₂CO₃消耗的盐酸体积偏小，即：杂质为K₂CO₃时，盐酸的浓度小于X，所以K₂CO₃不符合条件；
NaCl不与盐酸反应，所以含有杂质氯化钠时，盐酸的浓度小于X，所以NaCl也不符合要求；
当杂质为NaOH时，NaOH与HCl反应的方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，设质量都是106g，106gK₂CO₃消耗2molHCl，而106gNaOH消耗HCl的物质的量为：$\frac{106g}{40g/mol}$=$\frac{53}{20}$mol＞2mol，即：杂质为NaOH时，盐酸的浓度小于X，所以杂质为NaOH符号条件，
故答案为：$\frac{50m}{53}$；NaOH．

点评 本题考查了有关物质的量浓度的计算、利用化学方程式的计算，题目难度中等，注意掌握物质的量与摩尔质量、物质的量浓度之间的转化关系，第二问中需要通过讨论完成，注意掌握通过讨论法解答化学计算题的方法与技巧．