Question

現有6g含有雜質的亞硫酸鈉固體，與足量的鹽酸反應產生標況下1.12L氣體，并測得該氣體的相對分子質量為60，則固體中所含的雜質可能是（　　）

A．Na₂CO₃

B．NaHCO₃

C．Na₂CO₃和NaHCO₃

D．Na₂SO₄

Answer 1

分析：亞硫酸鈉固體與足量的鹽酸反應生成二氧化硫，二氧化硫的相對分子質量為64，由于測得該氣體的相對分子質量為60，所以亞硫酸鈉固體含有雜質，雜質與鹽酸反應生成氣體，該氣體的相對分子質量小于60，由選項可知該氣體為二氧化碳．
根據反應可知二氧化硫的物質的量等于亞硫酸鈉的物質的量，二氧化碳的物質的量等于碳酸鈉或碳酸氫鈉的物質的量．
根據氣體的體積計算出混合氣體的物質的量，進而計算混合氣體的質量，設混合氣體中SO₂和CO₂的物質的量分別為x和y，利用混合氣體的物質的量，混合氣體的質量列方程計算x、y的質量．討論含有的雜質情況，根據固體質量6g確定．

解答：解：混合氣體的物質的量為

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
混合氣體的質量為0.05mol×60g/mol=3g，
設混合氣體中SO₂和CO₂的物質的量分別為x和y，
則有

x+y=0.05 64x+44y=3

，解得：x=0.04，y=0.01．
所以混合物的平均相對分子質量M=6/0.05=120，說明混合物中肯定有NaHCO₃或Na₂CO₃或二者都有；
若只有Na₂CO₃，根據質量情況，126×0.04+106×0.01=6.1g＞6g，故不可能；
若只有NaHCO₃，根據質量情況，126×0.04+84×0.01=5.88g＜6g，說明混合物中還有Na₂CO₃．
故含有的雜質為NaHCO₃和Na₂CO₃．
故選C．

點評：本題考查混合物反應的計算，難度較大，關鍵根據氣體的相對分子質量結合選項可知氣體含有二氧化碳，計算出SO₂和CO₂的物質的量，討論雜質情況，根據固體質量6g確定．