Question

今有某一種堿金屬的兩種碳酸鹽和堿土金屬（第ⅡA族）的一種不溶性碳酸鹽組成的混合物，取其7.560g與過量鹽酸完全反應(yīng)，放出CO₂體積為1.344L（標(biāo)況下），另取等質(zhì)量的原混合物，加水?dāng)嚢�，可濾出不溶性鹽1.420g．
取過濾后濾液的1/10體積，向其中緩慢滴加濃度為0.2500mol/L鹽酸，并同時(shí)記錄放出的CO₂體積（標(biāo)況下）和消耗鹽酸的體積，得如圖所示的曲線；
（a）試計(jì)算確定這兩種堿金屬碳酸鹽的化學(xué)式及其物質(zhì)的量；
（b）將濾出的不溶性鹽（1.420g）投入到濃度為2.500mol/L的鹽酸中，當(dāng)完全反應(yīng)時(shí)，耗去鹽酸16.00mL，試計(jì)算確定原不溶性碳酸鹽的化學(xué)式及其物質(zhì)的量．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（a）設(shè)該堿金屬的兩種碳酸鹽為MHCO₃、M₂CO₃，結(jié)合反應(yīng)曲線及題干數(shù)據(jù)計(jì)算出這兩種堿金屬碳酸鹽的化學(xué)式及其物質(zhì)的量；
（b）先根據(jù)“7.560g與過量鹽酸完全反應(yīng)，放出CO₂體積為1.344L（標(biāo)況下）”計(jì)算出該不溶性碳酸鹽的物質(zhì)的量，通過討論得出該鹽為堿式鹽，然后根據(jù)摩爾質(zhì)量計(jì)算出其化學(xué)式．

解答： 解：（a）設(shè)該堿金屬的兩種碳酸鹽為MHCO₃、M₂CO₃，
另取等質(zhì)量的原混合物，加水?dāng)嚢�，可濾出不溶性鹽1.420g，該不溶性鹽為NCO₃，
則7.560g混合物中含有MHCO₃、M₂CO₃的質(zhì)量為：7.560g-1.420g=6.14g，
過濾后的濾液中含有MHCO₃、M₂CO₃，開始加入HCl后，M₂CO₃先與HCl反應(yīng)生成MHCO₃，則濾液的1/10體積中的M₂CO₃消耗的HCl的物質(zhì)的量為：0.2500mol/L×0.012L=0.003mol，則M₂CO₃的物質(zhì)的量為0.003mol；從12mL到32mL總共消耗了20mLHCl，則原混合物中MHCO₃的物質(zhì)的量為：0.2500mol/L×0.02L-0.003mol=0.002mol，則原混合物中MHCO₃、M₂CO₃的物質(zhì)的量分別為：n（MHCO₃）=0.002mol×10=0.02mol，n（M₂CO₃）=0.003mol×10=0.03mol，
設(shè)堿金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量為x，根據(jù)質(zhì)量列式為：（61+x）g/mol×0.02mol+（60+2x）g/mol×0.03mol=6.14g，解得：x=39，
所以該堿金屬為K，n（KHCO₃）=0.02mol、n（K₂CO₃）=0.03mol，
答：這兩種堿金屬碳酸鹽的化學(xué)式為：KHCO₃、K₂CO₃，其物質(zhì)的量分別為0.02mol、0.03mol；
（b）取其7.560g與過量鹽酸完全反應(yīng)，放出CO₂體積為1.344L（標(biāo)況下），二氧化碳的物質(zhì)的量為：

1.344L

22.4L/mol

=0.06mol，
根據(jù)C原子守恒，該堿土金屬（第ⅡA族）的不溶性碳酸鹽的物質(zhì)的量為：0.06mol-0.02mol-0.03mol=0.01mol，
該堿土金屬（第ⅡA族）的不溶性碳酸鹽摩爾質(zhì)量為：

1.42g

0.01mol

=142g/mol，
該0.01mol不溶性碳酸鹽消耗鹽酸的物質(zhì)的量為：2.500mol/L×0.016L=0.04mol，而正鹽最多消耗0.02mol氯化氫，所以該該堿土金屬的碳酸鹽為堿式碳酸鹽，設(shè)其化學(xué)式為：N₂（OH）₂CO₃，則：2N=（142-60-17×2），其相對(duì)原子質(zhì)量為：24，為Mg元素，其化學(xué)式為：Mg₂（OH）₂CO₃，物質(zhì)的量為0.01mol，
答：原不溶性碳酸鹽的化學(xué)式為Mg₂（OH）₂CO₃，其物質(zhì)的量為0.01mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度較大，注意掌握常見碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的方程式，本題中（b）為難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，需要通過題中數(shù)據(jù)討論得出該不溶性鹽為堿式鹽，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．