Question

把一定量的碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉的混合物溶解在200 mL 1 mol·L^-1的鹽酸中，完全反應后生成2.016 L干燥的CO₂氣體(標準狀況)，然后加入400 mL 0.1 mol·L^-1的氫氧化鋇溶液，使溶液中完全沉淀，再加入40 mL 1 mol·L^-1鹽酸，恰好將溶液中過量的堿中和。最后把所得沉淀分離出來，測得干燥的硫酸鋇的質量為1.48 g。求混合物中三種化合物的質量百分數組成。

Answer 1

Na₂CO₃：74.2%，NaHCO₃：16.8%，Na₂SO₄：9%

解析：根據酸所提供的H⁺的物質的量與堿性物質所消耗的H⁺物質的量相等的方法求解。由BaSO₄的質量可先求出Na₂SO₄的質量即 1.48 g/233 g·mol^-1×142 g·mol^-1=0.9 g。

設Na₂CO₃的物質的量為x，NaHCO₃的物質的量為y，根據放出CO₂的量得：

x+y=2.016 L/22.4 L·mol^-1 =0.09 mol①

兩次加入鹽酸，所提供的H⁺物質的量為：0.2 L×1 mol·L^-1+0.4 L×0.1 mol·L^-1=0.24 mol，在反應中消耗H⁺的物質有Na₂CO₃、NaHCO₃、Ba(OH)₂，消耗的H⁺物質的量為：2x+y+0.1×0.4×2 = 2x+y+0.08。

根據守恒關系：2x+y+0.08=0.24  ②,聯立①②可解得：x=0.07 mol，y=0.02 mol。從而求得：Na₂CO₃：74.2% ，NaHCO₃：16.8% ，Na₂SO₄：9%。