Question

化学活动课上，兴趣小组的同学对NaHCO₃和Na₂CO₃的性质进行探究．
（1）甲组同学对某Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液（以下简称“样品溶液”）的组成进行探究．取20.0mL样品溶液不断加入1.00mol?L^-1的稀盐酸，加入盐酸的体积和产生的现象见下表．

反应阶段	I	II	III
盐酸体积x/mL	0＜x≤10.0	10.0＜x≤40.0	x＞40.0
现  象	无气体	有气体	无气体

第I阶段溶液中反应的离子方程式为：

 

．样品溶液中c（CO₃^2-）=

 

．
（2）乙组同学某Na₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物（以下简称“样品”）的组成进行探究，实验装置如图所示（实验装置气密性良好）．取2.74g 样品，加入足量1.00mol?L^-1的稀盐酸并充分反应．反应结束后，量筒内的水位读数折算成标准状况下产生0.672L CO₂，则此样品中Na₂CO₃的物质的量为

 

mol，NaHCO₃的物质的量为

 

mol．

（3）也有同学认为，测定样品中Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量，完全不必将混合物和稀盐酸反应，也不必要使用其他反应试剂，即可达到目的，则此时实验的主要操作方法的名称是称量和

 

，在实验中需要测定的数据有

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：实验设计题

分析：（1）第一阶段无气体生成说明盐酸滴入溶液中发生的是碳酸根离子和氢离子生成碳酸氢根离子的过程，氯化氢物质的量和碳酸钠物质的量相同，再计算碳酸根离子的浓度；
（2）Na₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物，加盐酸生成气体为二氧化碳，结合质量关系及碳原子守恒计算；
（3）混合物中碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，减少的质量是二氧化碳和水蒸气的质量，依据质量变化计算碳酸氢钠物质的量，得到碳酸钠质量计算质量分数，所以可以加热混合物固体，称量反应前后的质量，结合碳酸氢钠分解化学方程式的定量关系计算．

解答： 解：（1）第一阶段无气体生成说明盐酸滴入溶液中发生的是碳酸根离子和氢离子生成碳酸氢根离子的过程，反应为CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗盐酸体积10ml，碳酸钠全部转化为碳酸氢钠，氯化氢物质的量为0.010ml×1.00mol?L^-1=0.01mol，c（CO₃^2-）=

0.01mol

0.02L

=0.500mol/L，
故答案为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；0.500 mol?L^-1；
（2）2.74g 样品，加入足量1.00mol?L^-1的稀盐酸并充分反应．反应结束后，量筒内的水位读数折算成标准状况下产生0.672L CO₂，n（CO₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，
设Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量分别为x、y，则

106x+84y=2.74 x+y=0.03

，
解得x=0.01mol，y=0.02mol，
故答案为：0.01；0.02；
（3）测定Na₂CO₃和NaHCO₃固体混合物中Na₂CO₃的质量分数，可以加热固体，碳酸氢钠加热分解，根据加热前后固体质量的变化直接计算碳酸氢钠的质量，得到碳酸钠质量分数，故答案为：加热；加热前后固体的质量．

点评：本题考查物质组成及含量的测定，为高频考点，把握碳酸钠和碳酸氢钠性质的差异及实验方案的设计为解答的关键，侧重分析、实验及计算能力的考查，题目难度中等．