Question

9．NaHCO₃在潮濕的空氣中會緩慢分解，Na₂CO₃會吸收空氣中的水分：Na₂CO₃+nH₂O→Na₂CO₃•nH₂O（n為平均值，n≤10）．取沒有妥善保管的NaHCO₃樣品A9.16g，溶于水配成溶液，慢慢滴入稀鹽酸并不停地攪拌，加入鹽酸的體積與生成的CO₂的體積（標準狀況）如右圖．（已知鹽酸滴加至10mL時，開始產生氣體，加至15mL時生成CO₂112mL，溶解的CO₂忽然不計）
試求：（1）所加鹽酸物質的量濃度
（2）x的值
（3）樣品A中的成分及各成分的物質的量．

Answer 1

分析 （1）溶液中加入鹽酸10mL時發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，加至15mL時生成CO₂112mL，發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，根據二氧化碳來計算稀鹽酸的濃度；
（2）由圖象可知，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃，消耗鹽酸10mL，NaHCO₃完全反應得到二氧化碳2240mL，根據NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O計算消耗鹽酸的體積，前后兩部分鹽酸體積之和即為x的值；
（3）由圖象可知，溶液中含有碳酸鈉，故固體含有Na₂CO₃?nH₂O，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃，消耗鹽酸10mL，計算轉化得到的NaHCO₃的物質的量，根據生成的二氧化碳的體積計算溶液中總的NaHCO₃物質的量，進而確定原固體中是否含有NaHCO₃及其物質的量，再根據固體的質量確定Na₂CO₃?nH₂O中n的值，據此解答

解答 解：（1）溶液中加入鹽酸10mL時發(fā)生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，加至15mL時生成CO₂112mL，發(fā)生NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，
n（CO₂）=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.05mol，則n（HCl）=0.05mol，其濃度為$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L；
答：所加鹽酸物質的量濃度為1mol/L；
（2）由圖象可知，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃，消耗鹽酸10mL，NaHCO₃完全反應得到二氧化碳2240mL，物質的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，根據NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O可知消耗HCl為0.1mol，該階段消耗鹽酸的體積為$\frac{0.1mol}{1mol/L}$=0.1L=100mL，故x=10mL+100mL=110mL，
答：x的值為110；
（3）由圖象可知，溶液中含有碳酸鈉，故固體含有Na₂CO₃?nH₂O，將Na₂CO₃轉化為NaHCO₃，消耗鹽酸10mL，由Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃可知，溶液中n（Na₂CO₃）=n（HCl）=0.01L×1mol/L=0.01mol，轉化生成的NaHCO₃的物質的量為0.01mol，由NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O可知，溶液中總的NaHCO₃物質的量為0.1mol，大于0.01mol，故原固體中含有NaHCO₃，其物質的量為0.1mol-0.01mol=0.09mol，原固體中Na₂CO₃?nH₂O的質量為9.52g-84g/mol×0.09mol=1.96g，n（Na₂CO₃?nH₂O）=n（Na₂CO₃），故0.01mol×（106+18n）g/mol=1.96g，解得n=5，故原混合固體含有：NaHCO₃為0.09mol、Na₂CO₃?5H₂O為0.01mol，
答：原混合固體含有：0.09molNaHCO₃、0.01mol Na₂CO₃?5H₂O．

點評 本題考查混合物的有關計算，題目計算量較大，側重于月考查學生的分析能力和計算能力，注意利用方程式、極限法與討論法進行的計算，難度較大．