Question

现有一种Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，某同学为测定其含量，取一定量的该样品溶于水，逐滴加入稀盐酸并不断振荡，首先发生反应：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后才发生反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O．
已知：该温度下CO₂密度为1.98g/L，实验测得产生的CO₂的与加入稀盐酸的数据如右图．
（1）当加入

 

g盐酸时，才开始产生CO₂；图中V=

 

mL．
（2）请计算：
①所加入盐酸中HCl的质量分数为多少？
②原样品中Na₂CO₃和NaHCO₃的质量各是多少？（百分数精确到0.1%，质量精确到0.01g）

Answer 1

分析：（1）根据图象可以看出．加入5克盐酸开始有气体放出；根据图象信息列出关系式即可．
（2）①根据（1）的计算结果即可．
②根据图象可知，5克盐酸和碳酸钠反应，写出化学方程式计算出碳酸钠和生成碳酸氢钠的质量．二氧化碳的最大体积是556毫升，可以计算出总的碳酸氢钠的质量．

解答：解：（1）从图象可以看出，加入5克盐酸后开始有二氧化碳气体出现．从图象可以看出，加入（10-5）克盐酸放出二氧化碳的体积是222毫升；加入（15-5）克盐酸放出二氧化碳气体的体积是V毫升，所以V=222×2═444毫升．故答案为：5；444．
（2）①444 mLCO₂的质量=

444mL

1000mL/L

×1.98g/L═0.88克，设产生0.88gCO₂时，消耗HCl的质量为X．
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
       36.5     44
        X       0.88g

36.5

44

═

X

0.88克

 
得：x=0.73g
∴盐酸溶液中溶质的质量分数=

0.73g

15g-5g

×100%=7.3%．
②设加入5g盐酸时，参加反应的碳酸钠的质量为Y，生成碳酸氢钠的质量为Z．
5克盐酸中溶质的质量=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的质量=556mL÷1000×1.98g/L=1.10克，设放出556mLCO₂时反应的NaHCO₃质量为M．
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
84              44
M              1.10克

84

44

═

M

1.10克

得：M=2.10克
∴原样品中NaHCO₃的质量=2.1克-0.84克=1.26克．
答：①盐酸中HCl的质量分数为7.3%；②原样品中有Na₂CO₃1.06g；NaHCO₃ 1.26g．

点评：掌握化学方程式的计算格式和规范性，学会分析图象并从中得到一些信息的方法．