Question

10．由NaOH和NaHCO₃组成的固体混合物33.2g，放在密闭容器中加热至300℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得残留固体质量为26.5g，则原混合物中NaOH与NaHCO₃的物质的量之比为2：3，NaOH的质量分数为24.1%% （保留小数点后一位）．

Answer 1

分析 加热发生反应：NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O，若碳酸氢钠过量，还发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，若NaOH、NaHCO₃恰好按1：1反应，固体减少质量为水的质量，根据方程式可知，生成水的质量=33.2g×$\frac{18}{124}$=4.8g，实际固体质量减少=33.2g-26.5g=6.7g＞4.8g，所以碳酸氢钠过量，根据方程式计算NaHCO₃的质量，进而计算NaOH的质量，再计算氢氧化钠的质量分数．

解答 解：设氢氧化钠和碳酸氢钠的物质的量分别为xmol和ymol，
NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O，
xmol  xmol     xmol
若碳酸氢钠过量，还发生反应：
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
y-x       $\frac{1}{2}$（y-x）
则：$\left\{\begin{array}{l}{40x+84y=33.2g}\\{\frac{1}{2}（y-x）+x=\frac{26.5g}{106g/mol}}\end{array}\right.$，解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.2mol}\\{y=0.3mol}\end{array}\right.$，所以混合物中NaOH与NaHCO₃的物质的量之比为2：3，
NaOH的质量分数为$\frac{0.2×40}{33.2}×100%$=24.1%，故答案为：2：3；24.1%．

点评 本题考查混合物的有关计算，判断容器内发生的反应是关键，可以根据二者按物质的量之比1：1反应计算固体质量减少判断发生的反应，难度中等．