Question

现有一种碱金属的碳酸正盐和另一种碱金属的酸式碳酸盐组成的混合物，取0.506g加热至质量不再变化，把放出的气体通入足量的澄清石灰水中，得到白色沉淀0.200g．把加热后残留的固体与足量稀硫酸充分反应，生成的气体干燥后通过足量的过氧化钠粉末，结果过氧化钠粉末增重0.084g．试回答：
（1）混合物中酸式碳酸盐有

0.004

mol．（不用写计算过程）
（2）加热后残留的固体中碳酸盐有

0.003

mol．（不用写计算过程）
（3）通过计算确定这两种盐的化学式，写出计算和推理过程．

Na₂CO₃ 、KHCO₃

．

Answer 1

分析：碱金属的碳酸正盐在加热条件下是不会放出CO₂的，而酸式盐会在加热情况下放出CO₂并生成正盐．设两种碱金属为N、M，混合物为N₂CO₃和MHCO₃，加热时发生2MHCO₃

△   .

M₂CO₃+H₂O+CO₂↑，生成的二氧化碳CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2H₂O，生成白色沉淀0.200g为碳酸钙的质量，根据方程式计算MHCO₃、M₂CO₃的物质的量；
正盐跟酸反应时，两种正盐都会产生CO₂，发生反应CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，生成的二氧化碳通过过氧化钠，发生反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂↑，根据过氧化钠粉末增重计算生成二氧化碳的物质的量，进而计算加热后残留的固体中碳酸盐的物质的量；
计算原混合物中N₂CO₃的物质的量，根据混合物的质量讨论金属的相对原子质量，据此确定金属元素．

解答：解：（1）设两种碱金属为N、M，混合物为N₂CO₃和MHCO₃，加热时：
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2H₂O，
1mol         100g
n（CO₂）       0.2g
故n（CO₂）=1mol×

0.2g

100g

=0.002mol
   2MHCO₃

△   .

M₂CO₃+H₂O+CO₂↑   
0.004mol  0.002mol   0.002mol
故所以有MHCO₃物质的量为0.004mol，加热后其产生0.002mol正盐，
故答案为：0.004；
（2）2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂↑△m
2 mol                   56g
n′（CO₂）              0.084g 
故n′（CO₂）=

2mol×0.084g

56g

=0.003mol，
跟酸反应时两种正盐都会产生CO₂，由CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑可知，热后残留的固体中碳酸盐的物质的量为0.003mol，
故答案为：0.003；
（3）由（1）、（2）计算可知，加热后正盐总共为0.003mol，其中有0.002mol是酸式盐加热的产物，所以原混合物有0.001molN₂CO₃，原混合物中MHCO₃物质的量为0.004mol，令N、M的相对原子质量分别为n、m，则：
0.001×（2n+60）+0.004（m+61）=0.506，即n+2m=101，故n=23、m=39符合，即N为Na、M为K，即为Na₂CO₃ 、KHCO₃，
故答案为：Na₂CO₃ 、KHCO₃．

点评：本题考查混合物计算、物质推断，难度中等，清楚整个过程发生的反应是关键，（3）为易错点、难点，注意结合相对原子质量确定．