Question

9．現有一種Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，某同學為測定其含量，取一定量的該樣品溶于水，逐滴加入稀鹽酸并不斷振蕩，首先發生反應：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，然后才發生反應：
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O．
已知：該溫度下CO₂密度為1.98g/L，實驗測得產生的CO₂與加入稀鹽酸質量的數據如圖．請計算：
（1）所加入鹽酸中HC的質量分數為7.3%
（2）原樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的質量各是多少？

Answer 1

分析 （1）根據圖象可以看出．加入5克鹽酸開始有氣體放出；根據圖象信息列出關系式即可．
（2）根據圖象可知，5克鹽酸和碳酸鈉反應，寫出化學方程式計算出碳酸鈉和生成碳酸氫鈉的質量．二氧化碳的最大體積是556毫升，可以計算出總的碳酸氫鈉的質量．

解答 解：（1）從圖象可以看出，加入5克鹽酸后開始有二氧化碳氣體出現．從圖象可以看出，加入（10-5）克鹽酸放出二氧化碳的體積是222毫升；加入（15-5）克鹽酸放出二氧化碳氣體的體積是V毫升，所以V=222×2═444毫升．444 mLCO₂的質量=$\frac{444mL}{1000mL/L}$×1.98g/L═0.88克，
設產生0.88gCO₂時，消耗HCl的質量為x．
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
              36.5               44
              x                0.88g
$\frac{36.5}{44}$=$\frac{x}{0.88g}$
得：x=0.73g
∴鹽酸溶液中溶質的質量分數=$\frac{0.73g}{15g-5g}$×100%=7.3%．
（2）設加入5g鹽酸時，參加反應的碳酸鈉的質量為y，生成碳酸氫鈉的質量為z．
5克鹽酸中溶質的質量=5克×7.3%=0.365克．
Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl
106       36.5      84
y      0.365g       z
$\frac{106}{y}$=$\frac{36.5}{0.365g}$=$\frac{84}{z}$
y=1.06g
z=0.84g
556mLCO₂的質量=556mL÷1000×1.98g/L=1.10克，
設放出556mLCO₂時反應的NaHCO₃質量為m．
NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
84                                44
m                             1.10g
$\frac{84}{44}$=$\frac{m}{1.1g}$
m=2.10g
∴原樣品中NaHCO₃的質量=2.1g-0.84g=1.26g．
答：①鹽酸中HCl的質量分數為7.3%；②原樣品中有Na₂CO₃1.06g；NaHCO₃ 1.26g．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．