Question

用NaOH與Na₂CO₃·nH₂O的混合物共28 g配制成100 mL溶液，測得該溶液中c(Na^＋)＝4 mol·L^－1。另取相同質量的上述混合物，加入足量的鹽酸完全反應后，放出的氣體在標準狀況下的體積為3.36 L，試計算：

(1)原混合物中NaOH的質量分數。(2)Na₂CO₃·nH₂O中的n值。

Answer 1

原混合物中NaOH的質量分數為14.3 %，Na₂CO₃·nH₂O中n等于3。

解析:

解法Ⅰ：

(1)Na₂CO₃＋2HCl===2NaCl＋CO₂↑＋H₂O

  1 mol  22.4 L

  n(Na₂CO₃)  3.36 L

n(Na₂CO₃)＝＝0.15 mol，由題意得 n(Na^＋)＝2n(Na₂CO₃)＋n(NaOH)＝4 mol·L^－1×0.1 L＝0.4 mol

所以n(NaOH)＝0.4 mol－0.3 mol＝0.1 mol，w(NaOH)＝×100%＝14.3%

(2)28 g混合物中Na₂CO₃·nH₂O的質量為28 g－m(NaOH)＝28 g－0.1 mol×40 g·mol^－1＝24 g

其中m(Na₂CO₃)＝0.15 mol×106 g·mol^－1＝15.9 g，＝　n＝3

答：原混合物中NaOH的質量分數為14.3 %，Na₂CO₃·nH₂O中n等于3。

解法Ⅱ：(1)n(Na₂CO₃)＝n(CO₂)＝＝0.15 mol

n(NaOH)＝4 mol·L^－1×0.1 L－2×0.15 mol＝0.1 mol，w(NaOH)＝×100 %＝14.3 %

(2)結晶水合物中結晶水的質量m(H₂O)＝28 g－m(NaOH)－m(Na₂CO₃)＝28 g－0.1 mol×40 g·mol^－1－0.15 mol×106 g·mol^－1＝8.1 g，n(H₂O)＝＝0.45 mol，結晶水合物Na₂CO₃·nH₂O中 n＝＝＝3。