Question

2．某学生用NaHCO₃和KHCO₃组成的某混合物进行实验，测得如表数据（盐酸的物质的量浓度相等）：

实验序号	I	II	III
盐酸体积（mL）	50.0	50.0	50.0
样品质量/g	9.2	15.7	27.6
CO2体积/L （标准状况）	2.24	3.36	3.36

（1）该盐酸的物质的量浓度为3.0mol/L
（2）第III组实验后，剰余NaHCO₃的物质的量为0.075mol．

Answer 1

分析 混合物发生反应：H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O，由①②数据可知，继续增大混合物的质量，气体的体积增大，说明实验①中盐酸有剩余、固体混合物完全反应．若②中盐酸有剩余，继续增大混合物的质量，气体的体积会增大，由②③数据可知，实验中气体的体积不变，说明实验②中盐酸完全反应，根据实验①的数据可知，生成3.36L二氧化碳需要固体混合物的质量为9.2g×$\frac{3.36L}{2.24L}$=13.8 g＜16.56g，故实验②中盐酸完全反应、固体混合物有剩余，据此解答．

解答 解：（1）求盐酸浓度需选择盐酸不足量的数据进行，如随着混合物质量增加，二氧化碳气体量不再增加，表明盐酸全部反应完，由表中数据可知，盐酸完全反应生成二氧化碳3.36L，结合H⁺+HCO^-₃=H₂O+CO₂↑可知n（HCl）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，盐酸的浓度为$\frac{0.15mol}{0.05L}$=3mol/L，故答案为：3.0mol/L；
（2）加入9.2g混合物时，盐酸有剩余，混合物完全反应，根据H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O，可知n（混合物）=n（CO₂）=0.1mol，
设9.2 g混合物中NaHCO₃、KHCO₃的物质的量分别为x和y，
则有：x+y=0.1mol、84x+100y=9.2g，
解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05mol}\\{y=0.05mol}\end{array}\right.$，所以27.6g混合物中NaHCO₃的物质的量是$\frac{27.6}{9.2}$=0.15mol，所以碳酸氢钾的物质的量为0.15mol，而生成二氧碳的物质的量为：$\frac{3.36}{22.4}$=0.15mol，所以消耗碳酸氢钠和碳酸氢钾各一半，则剰余NaHCO₃的物质的量为$\frac{0.15mol}{2}$=0.075mol，故答案为：0.075mol．

点评 本题考查混合物的有关计算，根据二氧化碳的体积变化判断盐酸是否完全反应式是关键，难度中等．