Question

现有3.58gNa₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物，将其制成溶液后，边搅拌边逐滴滴加80.0ml 1.0mol/L 盐酸，反应完全后生成的CO₂气体折算成标准状况下的体积为896ml（设气体全部逸出，下同）。回答下列问题：
（1）其中            过量。
（2）固体混合物中Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量之比为          。
（3）取xg上述Na₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物，将其制成溶液后，边搅拌边逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 盐酸，反应完全后生成的CO₂气体折算成标准状况下的体积为448ml，则x的值可能为        。
（4）取xg上述Na₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物，将其制成溶液后，边搅拌边逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 盐酸，反应完全后生成的CO₂气体折算成标准状况下的体积为yml，当2.864≤x＜14.32时，y与x的函数关系式是y＝       。

Answer 1

（1）盐酸（2）1:3 （3）1.79或7.16 （4）896-62.57x（或896-11200x/179）

试题分析：（1）相同质量的Na₂CO₃和NaHCO₃，Na₂CO₃消耗的盐酸的量比较多，所以假设3.58g都为Na₂CO₃，则完全与盐酸反应，需要盐酸的物质的量n=3.58/106×2=0.0675mol，而80.0ml 1.0mol/L 盐酸中HCl的物质的量为0.08×1.0=0.08，所以盐酸过量；（2）设Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量分别为a和b，则106a+84b=3.58，a+b=0.896/22.4，联立可以解得a=0.01mol，b=0.03mol，故固体混合物中Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量之比为：1:3；（3）反应完全后生成的CO₂气体折算成标准状况下的体积为448ml，即二氧化碳物质的量为0.448/22.4=0.02mol，所以有两种可能，一种是xg该混合物全部反应，即设xg中，Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量分别为a和3a，则4a=0.02，所以a=0.005mol，即x=106×0.005+84×0.015=1.79g，第二种可能是盐酸不足量，则溶液中的溶质为氯化钠和碳酸氢钠，设该固体中Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量分别为a和3a，根据钠元素和碳元素的守恒可以知道2a+3a=0.04×1+a+3a-0.02，即a=0.02,3a=0.06，所以x=106×0.02+84×0.06=7.16g；（4）取xg上述Na₂CO₃和NaHCO₃的固体混合物，将其制成溶液后，边搅拌边逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 盐酸，盐酸的物质的量为0.04mol，设Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量分别为a和3a，则x=106×a+84×3a=358a，所以a=x/358，当反应完全后生成的CO₂气体折算成标准状况下的体积为yml，当2.864=x时，则盐酸刚好完全被消耗，生成的气体最多，随着x的量的不断增加，盐酸不足，即部分碳酸氢钠没有反应，生成的气体越来越少，知道x=14.32，不再生成气体，根据：
Na₂CO₃＋HCl=NaHCO₃＋NaCl，可以知道该步反应消耗的盐酸为amol，生成了amol NaHCO₃，所以NaHCO₃的物质的量为4amol，而盐酸的物质的量剩下（0.04-a）mol，根据：
NaHCO₃＋HCl=CO₂↑＋H₂O＋NaCl可以知道生成CO₂的物质的量为（0.04-a）mol，即y与x的函数关系式是y＝（0.04-a）×22.4×1000=（0.04- x/358）×22.4×1000=896-11200x/179。
点评：本题考查了碳酸盐与酸的反应，本题题需要学生具有较强的分析能力，该题难度比较大。