Question

現有一種Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，某同學為測定其含量，取一定量的該樣品溶于水，逐滴加入稀鹽酸并不斷振蕩，首先發生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后才發生反應：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O．
已知：該溫度下CO₂密度為1.98g/L，實驗測得產生的CO₂的與加入稀鹽酸的數據如右圖．
（1）當加入

 

g鹽酸時，才開始產生CO₂；圖中V=

 

mL．
（2）請計算：
①所加入鹽酸中HCl的質量分數為多少？
②原樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的質量各是多少？（百分數精確到0.1%，質量精確到0.01g）

Answer 1

分析：（1）根據圖象可以看出．加入5克鹽酸開始有氣體放出；根據圖象信息列出關系式即可．
（2）①根據（1）的計算結果即可．
②根據圖象可知，5克鹽酸和碳酸鈉反應，寫出化學方程式計算出碳酸鈉和生成碳酸氫鈉的質量．二氧化碳的最大體積是556毫升，可以計算出總的碳酸氫鈉的質量．

解答：解：（1）從圖象可以看出，加入5克鹽酸后開始有二氧化碳氣體出現．從圖象可以看出，加入（10-5）克鹽酸放出二氧化碳的體積是222毫升；加入（15-5）克鹽酸放出二氧化碳氣體的體積是V毫升，所以V=222×2═444毫升．故答案為：5；444．
（2）①444 mLCO₂的質量=

444mL

1000mL/L

×1.98g/L═0.88克，設產生0.88gCO₂時，消耗HCl的質量為X．
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
       36.5     44
        X       0.88g

36.5

44

═

X

0.88克

 
得：x=0.73g
∴鹽酸溶液中溶質的質量分數=

0.73g

15g-5g

×100%=7.3%．
②設加入5g鹽酸時，參加反應的碳酸鈉的質量為Y，生成碳酸氫鈉的質量為Z．
5克鹽酸中溶質的質量=5克×7.3%=0.365克．
Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl
106   36.5   84
Y   0.365克   Z
 

106

36.5

═

Y

0.365克

       
 解得：Y=1.06克

36.5

84

═

0.365克

Z

得：Z=0.84克
556mLCO₂的質量=556mL÷1000×1.98g/L=1.10克，設放出556mLCO₂時反應的NaHCO₃質量為M．
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
84              44
M              1.10克

84

44

═

M

1.10克

得：M=2.10克
∴原樣品中NaHCO₃的質量=2.1克-0.84克=1.26克．
答：①鹽酸中HCl的質量分數為7.3%；②原樣品中有Na₂CO₃1.06g；NaHCO₃ 1.26g．

點評：掌握化學方程式的計算格式和規范性，學會分析圖象并從中得到一些信息的方法．