Question

11．将氢氧化钠和碳酸氢钠的固体混合物20.8g在密闭容器中加热到约250摄氏度，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体的质量为15.9g．试计算原混合物中氢氧化钠的质量分数．

Answer 1

分析 加热发生反应：NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O，若NaOH、NaHCO₃恰好按1：1反应，固体减少质量为水的质量，根据方程式可知，生成水的质量=20.8g×$\frac{18}{124}$=3.02g，实际固体质量减少=20.8g-15.9g=4.9g＞3.02g，故还发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，最终得到固体15.9g为碳酸钠的质量，根据方程式可知生成水的物质的量等于碳酸钠的物质的量，根据质量减少可以计算生成二氧化碳的物质的量，再计算氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成水的物质的量，结合方程式计算样品中氢氧化钠的质量，进而计算其质量分数．

解答 解：加热发生反应：NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O，若NaOH、NaHCO₃恰好按1：1反应，固体减少质量为水的质量，根据方程式可知，生成水的质量=20.8g×$\frac{18}{124}$=3.02g，实际固体质量减少=20.8g-15.9g=4.9g＞3.02g，故还发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，最终得到固体15.9g为碳酸钠的质量，其物质的量为$\frac{15.9g}{106g/mol}$=0.15mol，根据方程式可知生成水的物质的量等于碳酸钠的物质的量，即生成水为0.15mol，故生成二氧化碳为$\frac{4.9g-0.15mol×18g/mol}{44g/mol}$=0.05mol，故反应2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O生成水为0.05mol，则反应NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O生成水为0.15mol-0.05mol=0.1mol，可知NaOH为0.1mol，则样品中NaOH的质量为0.1mol×40g/mol=4g，原混合物中氢氧化钠的质量分数为$\frac{4g}{20.8g}$×100%=19.2%，
答：原混合物中氢氧化钠的质量分数为19.2%．

点评 本题考查混合物计算、化学方程式计算，利用假设法判断过量问题是解题关键，注意根据方程式判断碳酸钠与水的物质的量关系，较好地考查学生分析计算能力，难度中等．